一种倾角挠度监测方法、系统及设备技术方案

本发明专利技术提供一种倾角挠度监测方法、系统及设备，其中，方法包括：通过若干传感器芯片组实时获取观测值，所述传感器芯片组采用2n+1个倾角传感器环绕设置，其中，n≥1且为整数，倾角传感器的轴系保持一致；根据预设算法对观测值进行处理，获取合格观测值，并存储于本地；检测合格观测值是否超出预设阈值；若所述合格观测值未超出预设阈值，根据所述合格观测值获取预设时间段内的稳定观测值并传输至云端服务器；若所述合格观测值超出预设阈值，则启动长连接进行实时传输，并根据所述合格观测值解算得到挠度值。本发明专利技术能够对观测值进行粗差识别和剔除，提高观测数据的可靠性，且兼具定时驱动和事件驱动的传输机制，实现突变检测和低功耗的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种倾角挠度监测方法、系统及设备
本专利技术涉及倾角传感芯片测量
，尤其涉及一种倾角挠度监测方法、系统及设备。
技术介绍
挠度是指建(构)筑物或其构件在受力或因非均匀温度变化，杆件轴线在垂直于轴线方向的线位移或板壳面在垂直于中面方向的线位移。据结构设计规范，受弯构件设计时应充分考虑其挠度效应，其最大挠度应按荷载效应的标准组合并考虑荷载长期作用影响进行计算。为保证结构运行安全，开展挠度观测及评价是非常有必要的。目前对于悬挑建(构)筑物或桥梁等结构的挠度监测，主要有两大类观测方式，一是以几何水准、TPS测小角、百分表等为代表的人工观测法等；二是以静力水准、位移计、倾角传感等为代表的自动化观测法。但是采用人工观测方法采样，不能够满足自动化，实时动态监测需求；现有的自动化观测法中静力水准和位移计均存在观测基准选取困难的弊端；而倾角传感欠缺突变检测能力，导致观测数据的可靠性不明确。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种倾角挠度监测方法、系统及设备。一种倾角挠度监测方法，包括以下步骤：通过若干传感器芯片组实时获取观测值，所述传感器芯片组采用2n+1枚倾角传感芯片环绕设置，其中，n≥1且为整数，所述倾角传感芯片的轴系保持一致；根据预设算法对所述观测值进行处理，获取合格观测值，并存储于本地；检测所述合格观测值是否超出预设阈值；若所述合格观测值未超出预设阈值，根据所述合格观测值获取预设时间段内的稳定观测值并传输至云端服务器；若所述合格观测值超出预设阈值，则启动长链接进行实时传输，并根据所述合格观测值解算得到挠度值。在其中一个实施例中，所述根据预设算法对所述观测值进行处理，获取合格观测值，并存储于本地，包括：所述倾角传感芯片进行2n+1次采集，其中，n≥1且为整数，获得若干观测值；对每枚倾角传感芯片获取的观测值分别取重心，获得若干初步重心值；根据若干所述初步重心值再次取重心获取合格观测值。在其中一个实施例中，所述根据所述合格观测值解算得到挠度值，具体包括：分别获取所述合格观测值中的X轴初始观测值、X轴当前观测值、Y轴初始观测值和Y轴当前观测值；根据所述X轴初始观测值、X轴当前观测值、Y轴初始观测值和Y轴当前观测值，计算获得X轴挠度值和Y轴挠度值，公式如下：ΔNX＝L×sin(Xi-X0)；(1)ΔNY＝L×sin(Yi-Y0)；(2)其中，ΔNX为X轴挠度值，ΔNY为Y轴挠度值，L为悬挑或桥梁长度，Xi为X轴当前观测值，X0为X轴初始观测值，Yi为Y轴当前观测值，Y0为Y轴初始观测值。在其中一个实施例中，还包括：获取所述合格观测值中的若干X轴观测值和Y轴观测值；根据若干所述X轴观测值计算得出观测点在X轴方向上的若干加速度，X向加速度，根据若干所述Y轴观测值计算得出观测点在Y轴方向上的若干加速度，Y向加速度；根据所述若干X向加速度和Y向加速度，获取X轴实时加速度曲线和Y轴实时加速度曲线；根据所述X轴加速度曲线和Y轴加速度曲线分别提取X轴和Y轴的振动周期及主频；根据所述X轴和Y轴的振动周期及主频进行观测点的振动分析。一种倾角挠度监测系统，包括：传感器组件、远程终端控制器和供电模块；所述传感器组件与所述远程终端控制器通信连接，所述供电模块与所述传感器组件和所述远程终端控制器电连接；所述传感器组件包括有环绕设置的2n+1枚倾角传感芯片，其中n≥1且为整数，所述2n+1枚倾角传感芯片构成传感组，且所有倾角传感芯片轴系保持一致，根据所述倾角传感芯片实时获取观测值；所述远程终端控制器通过赫兹级频率采集所述观测值，通过机载算法对所述观测值进行处理获取合格观测值，并存储于本地；所述远程终端控制器还用于检测所述合格观测值是否超出预设阈值，若所述合格观测值未超出预设阈值时，通过预设传输频率，按时间驱动方式将合格观测值传输至云端服务器；若所述合格观测值超出预设阈值时，按事件驱动方式启动远程终端控制器至云端服务器的长链接，将实时合格观测值传输至云端服务器。在其中一个实施例中，所述传感器组件包括：传感器外壳、传感器内壳、传感器主板、安装连接件、阻尼垫、和航空插座；所述传感器内壳固定在所述传感器外壳内；所述传感器主板设置在所述传感器内壳内，并通过环氧树脂密封；所述安装连接件设置在所述传感器外壳底部，用于安装所述传感器组件；所述阻尼垫用于定位所述传感器主板和减震；所述传感器内壳底部设置有数据接口，所述数据接口与所述传感器主板连接；所述传感器外壳顶部设置有通孔，所述航空插座通过所述通孔与所述数据接口连接，所述航空插座与所述远程终端控制器连接。在其中一个实施例中，所述远程终端控制器包括：控制器外壳、控制器主板、数据传输接口、外部供电接口、通讯天线接口和内置电池组；所述控制器主板和所述内置电池组设置在所述控制器外壳内，并通过环氧树脂密封；所述数据传输接口与所述传感器组件连接，与所述外部供电接口和所述通讯天线接口均设置在所述控制器外壳两侧。在其中一个实施例中，所述控制器主板包括：电源管理模块、时钟模块、通讯模块、采集模块和处理器；所述时钟模块用于时钟校准；所述通讯模块用于进行数据传输，且包括有远程通讯单元和局域组网单元，所述远程通讯单元用于与所述云端服务器进行数据传输，所述局域组网单元用于与基站进行数据传输；所述采集模块用于获取观测值；所述处理器用于对观测值进行处理获取合格观测值，并对所述合格观测值进行检测和存储。在其中一个实施例中，还包括：告警模块，所述远程终端控制器在检测到所述合格观测值超出预设阈值时，通过系统平台、短信、邮件或微信中的任意一种或几种方式发送告警信息。一种设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述各个实施例中所述的一种倾角挠度监测方法的步骤。相比于现有技术，本专利技术的优点及有益效果在于：1、采用2n+1枚倾角传感芯片环绕设置组成的传感器芯片组，从现有技术中的点观测变为面观测，实现平面三轴的倾斜观测。2、根据传感器芯片组在一个观测点同时获取多个观测值，并能够根据多个观测值进行粗差识别和剔除，提高了观测数据的可靠性。3、实现定时驱动配合事件驱动的远程传输机制，兼容解决了低功耗和突变检测的矛盾。附图说明图1为一个实施例中一种倾角挠度监测方法的流程示意图；图2为一个实施例中一种倾角挠度监测系统的结构示意图；图3为图2中传感器组件与远程终端控制器的连接示意图；图4为图3中传感器外壳的顶部结构示意图；图5为图3中传感器主板的结构示意图；图6为图3中控制器主板的结构示意图；图7为一个实施例中桥梁挠度监测应用场景图；图8为一个实施例中场馆悬挑挠度监测应用场景图；图9为一个实施例中设备的内部结构示意图。附图中，倾角挠度监测系统100、云端服务器200、传感器组件10、传感器外壳11、通孔111、传感器内壳12、传感器主板13、主板131、倾角传感芯片132、安装连接件14本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种倾角挠度监测方法，其特征在于，包括以下步骤：/n通过若干传感器芯片组实时获取观测值，所述传感器芯片组采用2n+1个倾角传感器环绕设置，其中，n≥1且为整数，所述倾角传感器的轴系保持一致；/n根据预设算法对所述观测值进行处理，获取合格观测值，并存储于本地；/n检测所述合格观测值是否超出预设阈值；/n若所述合格观测值未超出预设阈值，根据所述合格观测值获取预设时间段内的稳定观测值并传输至云端服务器；/n若所述合格观测值超出预设阈值，则启动长链接进行实时传输，并根据所述合格观测值解算得到挠度值。/n

【技术特征摘要】
1.一种倾角挠度监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过若干传感器芯片组实时获取观测值，所述传感器芯片组采用2n+1个倾角传感器环绕设置，其中，n≥1且为整数，所述倾角传感器的轴系保持一致；
根据预设算法对所述观测值进行处理，获取合格观测值，并存储于本地；
检测所述合格观测值是否超出预设阈值；
若所述合格观测值未超出预设阈值，根据所述合格观测值获取预设时间段内的稳定观测值并传输至云端服务器；
若所述合格观测值超出预设阈值，则启动长链接进行实时传输，并根据所述合格观测值解算得到挠度值。


2.根据权利要求1所述的一种倾角挠度监测方法，其特征在于，所述根据预设算法对所述观测值进行处理，获取合格观测值，并存储于本地，包括：
所述倾角传感器进行2n+1次采集，其中，n≥1且为整数，获得若干观测值；
对每个倾角传感器获取的观测值分别取重心，获得若干初步重心值；
根据若干所述初步重心值再次取重心获取合格观测值。


3.根据权利要求1所述的一种倾角挠度监测方法，其特征在于，所述根据所述合格观测值解算得到挠度值，具体包括：
分别获取所述合格观测值中的X轴初始观测值、X轴当前观测值、Y轴初始观测值和Y轴当前观测值；
根据所述X轴初始观测值、X轴当前观测值、Y轴初始观测值和Y轴当前观测值，计算获得X轴挠度值和Y轴挠度值，公式如下：
ΔNX＝L×sin(Xi-X0)；(1)
ΔNY＝L×sin(Yi-Y0)；(2)
其中，ΔNX为X轴挠度值，ΔNY为Y轴挠度值，L为悬挑或桥梁长度，Xi为X轴当前观测值，X0为X轴初始观测值，Yi为Y轴当前观测值，Y0为Y轴初始观测值。


4.根据权利要求1所述的一种倾角挠度监测方法，其特征在于，还包括：
获取所述合格观测值中的若干X轴观测值和Y轴观测值；
根据若干所述X轴观测值计算得出观测点在X轴方向上的若干加速度，X向加速度，根据若干所述Y轴观测值计算得出观测点在Y轴方向上的若干加速度，Y向加速度；
根据所述若干X向加速度和Y向加速度，获取X轴实时加速度曲线和Y轴实时加速度曲线；
根据所述X轴加速度曲线和Y轴加速度曲线分别提取X轴和Y轴的振动周期及主频；
根据所述X轴和Y轴的振动周期及主频进行观测点的振动分析。


5.一种倾角挠度监测系统，其特征在于，包括：一种倾角挠度监测系统，其特征在于，包括：传感器组件、远程终端控制器和供电模块；所述传感器组件与所述远程终端控制器通信连接，所述供电模块与所述传感器组件和所述远程终端控制器电连接；所述传感器组件包括有环绕设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏世玉，王金明，孙驰淦，张子真，简松，孙玉辉，
申请(专利权)人：中科顶峰智能科技重庆有限公司，北京市勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50