防倾倒的自动化沉降观测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于观测地面沉降的防倾倒自动化沉降观测系统，该系统由传感器端、采集端、云服务器和远程终端四部分组成，能够实现地面沉降数据的实时观测采集和远程查询管理。其中传感器端埋入工程区地面以下，使其避免倾倒，且免遭施工干扰破坏；同时自动化的远程数据采集传输功能，使沉降观测数据的连续性和完整性有了极大的提高，同时也避免了人工定时采集工作受到场地和天气的影响。有针对性地解决了传统沉降盘在观测过程中出现的诸多问题，为及时高效的施工管理提供了高科技支撑，也为准确计量填筑工程量提供了科学有效的解决方案。解决方案。解决方案。

【技术实现步骤摘要】
防倾倒的自动化沉降观测系统


[0001]本技术属于
，涉及一种防倾倒的自动化沉降观测系统。

技术介绍

[0002]在我国在城市化进程的发展过程中，人口不断向东部沿海城市聚集，使得沿海城市人口日趋密集，用地日益紧张，土地成为制约城市发展，尤其是港口城市发展的一大瓶颈。与此同时，我国一直以来有着极为严格的建设用地管理机制以及耕地红线保护政策，这就导致各地政府向海要地的冲动异常强烈。根据自然资源部(原国家海洋局)发布的《海域使用管理公报》，自2000 年至2015年，我国填海造地累计确权面积达11万公顷，其中仅2009年一年全国围海造地确权面积就达到1.8万公顷，为我国有史以来围海造地面积最大的一年。
[0003]围海造地常用的两类工艺分别为水力吹填和陆上回填，此类工程的显著特点是单体项目面积广、填筑方量大，通常单个项目的造地面积在2～3平方公里，造地填筑方量在1000～1500万方之间。同时，我国大部分海岸线均为淤泥质海岸底质，原状岸滩表层沉积物较厚，天然空隙比较大，压缩性较强，在围海造地填筑施工过程之往往会产生非常明显的地面沉降。工程为填筑达到规划交工验收标高，这些沉降量成为了回填工程填筑总量里的一部分。按照单个项目面积2平方公里，造地填筑量1000万方测算，若沉降量计量误差 10cm，总方量的误差值即可达到20万方，按照通常20元/方的单价核算，工程费用的误差即可达到400万元，数额巨大。因此如何对造地沉降量进行准确计量，成为了水运和岩土领域的一项重要研究内容。
[0004]根据我国现行规范和成熟经验，通常使用沉降盘作为填筑施工过程中的地面沉降观测设备，该设备是在一个钢制圆盘上焊接一根可接高加长的测杆，通过水准或GPS设备量测杆顶高程变化来记录施工区的地面沉降量。这一设备构造简单，使用方便，但在多年来的应用中发现其存在易倾倒、易受破坏、观测数据连续性差、人工采集数据受场地和天气影响严重等诸多问题。

技术实现思路

[0005]基于此，针对现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种防倾倒的自动化沉降观测系统，该系统将传感器端设备埋入地面以下，使其避免倾倒，免遭施工干扰破坏，工作时通过位移传感器采集地面沉降物理量，然后由转换器将其转换为电信号，电信号经通讯线传递到采集端，再由采集端使用无线通讯网络将数据传递到云服务器，工程管理人员通过微信小程序和电脑网页客户端登录云服务器即可实时调取现场地面沉降观测数据，该系统使观测数据的连续性和完整性有了极大的提高，同时也避免了人工定时采集工作受到场地和天气的影响。
[0006]为了达到上述目的，本技术的解决方案是：
[0007]一种防倾倒的自动化沉降观测系统，包括：埋入地面以下的传感器端、采集端、云
服务器和远程终端，所述传感器端用于检测沉降位移参数并发送沉降信号，所述采集端接收所述传感器端发送的沉降信号进行读取和存储，并实时上传数据至所述云服务器；所述远程终端与所述云服务器远程通讯以实现远程控制与数据采集。
[0008]在其中一个实施例中，所述传感器端包括位移传感器、第一CAN总线浪涌保护器、485变送器、CAN转换器和光伏发电装置，所述位移传感器用于采集地面沉降物理量，所述485变送器与所述位移传感器电性连接以将位移传感器输出的电压信号转换为485总线信号，所述CAN转换器与所述485变送器电性连接以将485信号转换为CAN总线进行传输，所述485变送器与所述第一CAN总线浪涌保护器电性连接以免受雷击浪涌影响，所述第一CAN 总线浪涌保护器与所述采集端电性连接。
[0009]在其中一个实施例中，所述光伏发电装置包括太阳能电池板、太阳能充电控制器和蓄电池，太阳能电池板通过太阳能充电控制器给蓄电池充电，所述蓄电池通过24V开关电源稳压供电于所述485变送器及所述CAN转换器。
[0010]在其中一个实施例中，所述采集端包括CAN
‑
bus转换器、路由器、搭载 SD卡的树莓派和第二CAN总线浪涌保护器，所述CAN
‑
bus转换器通过所述第二CAN总线浪涌保护器与所述传感器端电性连接以将CAN总线转换为网络连接，所述路由器与所述CAN
‑
bus转换器电性连接以实时上传数据至所述云服务器，所述树莓派与所述路由器电性连接以将数据本地存储。
[0011]在其中一个实施例中，所述路由器采用USR
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G806
‑
43路由器，该路由器为全网通路由器，可支持移动、联通、电信4G卡，上行速率可达50Mbps，下行速率可达150Mbps。
[0012]在其中一个实施例中，所述树莓派通过网口接到所述路由器，可通过云服务器实现远程访问和控制。
[0013]在其中一个实施例中，所述CAN
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bus转换器为CANET
‑
4E
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U模块，所述 CANET
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4E
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U模块用于实现CAN
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bus数据和Ethernet数据的实时互传功能，其内部集成了4路CAN
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bus接口和1路Ethernet接口，并自带TCP/IP或UDP 协议栈，以方便建立以太网
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CAN总线两层网络架构，实现远程控制。
[0014]在其中一个实施例中，所述远程终端包括电脑和手机。
[0015]与现有技术相比，本技术具有以下优点：该系统与传统观测设备相比不会倾倒、不易受破坏、数据可以远程采集传输，针对性地解决了传统沉降盘在观测过程中出现的诸多问题，为及时高效的施工管理提供了高科技支撑，也为准确计量填筑工程量提供了科学有效的解决方案。该系统安装工艺简单，无需大型设备配合；观测记录方便，无需人工到场；对围海造地吹填或回填施工都具有良好的适用性，未来有良好的应用前景。
附图说明
[0016]图1为本技术系统总体框架图。
具体实施方式
[0017]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术创造和简化描述，而不是
指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0018]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防倾倒的自动化沉降观测系统，其特征在于，包括：埋入地面以下的传感器端、采集端、云服务器和远程终端，所述传感器端用于采集沉降位移参数并发送沉降信号，所述采集端接收所述传感器端发送的沉降信号进行读取和存储，并实时上传数据至所述云服务器；所述远程终端与所述云服务器远程通讯以实现远程控制与数据采集。2.根据权利要求1所述的防倾倒的自动化沉降观测系统，其特征在于，所述传感器端包括位移传感器、第一CAN总线浪涌保护器、485变送器、CAN转换器和光伏发电装置，所述位移传感器用于检测地面沉降物理量，所述485变送器与所述位移传感器电性连接以将位移传感器输出的电压信号转换为485总线信号，所述CAN转换器与所述485变送器电性连接以将485信号转换为CAN总线进行传输，所述485变送器与所述第一CAN总线浪涌保护器电性连接以免受雷击浪涌影响，所述第一CAN总线浪涌保护器与所述采集端电性连接。3.根据权利要求2所述的防倾倒的自动化沉降观测系统，其特征在于，所述光伏发电装置包括太阳能电池板、太阳能充电控制器和蓄电池，太阳能电池板通过太阳能充电控制器给蓄电池充电，所述蓄电池通过24V开关电源稳压供电于所述485变送器及所述CAN转换器。4.根据权利要求1所述的防倾倒的自动化沉降观测系统，其特征在于，所述采集端包括CAN
‑
bus转换器、路由器、搭载SD卡的树莓派和第二CAN总线浪涌保护器，所述CAN
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bus转换器通过所述第二CAN总线浪涌保护器与所述传感器端电性连接以将CAN总线...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪靖宇，张多，刘辉，于蕴泽，冉少鹏，艾旭，
申请(专利权)人：中交上海航道勘察设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：