一种基于无线通讯的建筑工程监测系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于无线通讯的建筑工程监测系统，包括：工程数据采集单元、监控单元、数据中转单元和监测管理平台；所述工程数据采集单元用于采集建筑工程的结构变化数据和环境数据；所述监控单元用于对检测到的结构变化数据和环境数据进行分析，基于分析结果，对异常建筑的异常状态进行报警，并将检测数据上传至所述监测管理平台；所述数据中转单元用于对采集数据进行传输，并根据设定的加密等级对数据进行加密；所述监测管理平台用于对上传数据进行管理，并数据进行统计分析，输出评估报告，本发明专利技术可通过对建筑的结构进行自动化监测，根据监测结果对结构损伤进行及时预警，采集速度快且安全性高。集速度快且安全性高。集速度快且安全性高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无线通讯的建筑工程监测系统


[0001]本专利技术涉及建筑
，具体涉及到一种基于无线通讯的建筑工程监测系统。

技术介绍

[0002]随着居民生产生活水平的提高，大型建筑的数量也随之增加，而建筑的结构安全问题也需进行及时地监控管理。大型建筑发生坍塌事故时，给人们的生命和财产会造成巨大损失。因此，需要对建筑结构的各种负载、环境因素、结构可靠度和耐久度等进行监测。而现有的监测系统和方法无法适应海量数据的监测和实时在线监测的要求。
[0003]传统的建筑结构监测系统存在采集速度慢、误差较大，且布线较为复杂，存在较大的局限性，工作效率和抗干扰能力较弱等问题。
[0004]综上所述，如何克服上述缺陷，是本领域技术人员急需解决的问题。

技术实现思路

[0005]本方案针对上文提到的问题和需求，提出一种基于无线通讯的建筑工程监测系统，其由于采取了如下技术方案而能够解决上述技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于无线通讯的建筑工程监测系统，包括：工程数据采集单元、监控单元、数据中转单元和监测管理平台；
[0007]所述工程数据采集单元用于采集建筑工程的结构变化数据和环境数据；
[0008]所述监控单元通过无线传输方式与所述监测管理平台相连接，所述监控单元用于对检测到的结构变化数据和环境数据进行分析，基于分析结果，对异常建筑的异常状态进行报警，并将检测数据上传至所述监测管理平台；
[0009]所述数据中转单元与所述工程数据采集单元和所述监控单元电连接，所述数据中转单元用于对采集数据进行传输，并根据设定的加密等级对数据进行加密；
[0010]所述监测管理平台用于对上传数据进行管理，并数据进行统计分析，输出评估报告。
[0011]进一步地，所述工程数据采集单元包括建筑结构检测模块、环境数据检测模块、多传感器融合模块和太阳能供电模块；
[0012]所述建筑结构检测模块用于测量基坑的水平位移数据、倾斜角度变化和结构应力变化情况，所述建筑结构检测模块包括位移传感器、沉降传感器、水准仪、倾斜传感器、震动加速度传感器、应力应变传感器和裂缝传感器，所述建筑结构检测模块与所述多传感器融合模块电连接，将检测到的建筑结构变化信息集中传输至所述多传感器融合模块进行筛选融合；
[0013]所述环境数据检测模块用于检测建筑周围的环境信息，所述环境数据检测模块包括风力风向传感器和温湿度传感器，所述环境数据检测模块与所述多传感器融合模块电连接，将检测到的环境变化信息集中传输至所述多传感器融合模块；
[0014]所述多传感器融合模块将接收到的监测数据进行缓存，并统计一段时间内各数据
参数的方差值，当所述方差值大于设置阈值时，筛除对应的最高参数值和最低参数值，并将缓存数据传输至所述监控单元；
[0015]所述太阳能供电模块用于为所述工程数据采集单元提供所需电能，所述太阳能供电模块包括光伏阵列、与所述光伏阵列电连接的光伏控制器和蓄电池。
[0016]更进一步地，所述工程数据采集单元还包括视觉监测模块，所述视觉监测单元包括定点采集模块和巡检模块；
[0017]所述定点采集模块包括用于采集建筑图像信息的图像采集模块和对采集的图像进行识别的图像识别模块，所述图像采集模块包括若干组摄像头，所述若干组摄像头用于采集预设光线范围内的建筑图像信息，并传输至所述图像识别模块，所述图像识别模块对采集的建筑图像信息进行二值化处理，获取目标区域的像素值，若目标区域的像素值超过设定的变化范围，则发送报警信息至所述监控单元；
[0018]所述巡检模块包括路径计算模块、数据传输模块和警示模块，所述路径计算模块设置在巡检机器人上用于接收监测管理平台发送的设定巡检坐标信息，根据所述巡检坐标信息和电子地图信息确定巡检路线，并依据测距雷达进行避障行驶，所述数据传输模块用于对建筑出入口处的人员图像信息进行采集，根据采集到的图像信息提取人员身体特征信息，将人员身体特征信息与异常行为数据库中的特征数据进行比较，依据比较结果将异常报警信息通过所述监控单元传输至所述监测管理平台，并控制所述警示模块进行警示驱赶，所述警示模块包括机械手、用于驱动机械手的舵机、电机驱动器、荧光夜喷射装置、单片机和4G通信模块，所述电机驱动器和所述舵机电连接，所述荧光夜喷射装置和所述4G通信模块均与所述单片机电连接。
[0019]进一步地，所述监控单元包括数据分析模块和异常报警模块；
[0020]所述数据分析模块包括识别模块和比较模块，所述识别模块用于根据传输数据的信息类型、标志符对传输数据进行分类识别，按照分类结果将数据传输至所述比较模块，所述比较模块将接收的各类数据与对应的预设值进行比较，当检测数据超过对应预设值时，则输出报警信号至所述异常报警模块；
[0021]所述异常报警模块用于根据设置的报警规则对异常状态进行差异化报警，所述异常报警模块包括报警规则设置模块和匹配模块，所述报警规则设置模块用于根据用户指令设置报警时长、报警方式、报警地址和报警触发条件，所述匹配模块与所述报警规则设置模块相连接，所述匹配模块根据输出的报警信号获取匹配值，基于匹配值匹配报警等级，所述不同的报警等级对应不同的报警规则。
[0022]进一步地，所述数据中转单元包括通讯模块和数据加密模块；所述通讯模块包括ZigBee模块、WiFi模块和智能网关模块，所述ZigBee模块将传感数据通过无线采集节点进行传输，并经过WiFi模块进行中继转发，再通过智能网关将加密数据和普通数据进行分类传输；所述数据加密模块用于根据数据描述标识对不同的加密数据按照对应的加密等级进行加密，所述加密等级包括两级，一级加密等级采用对称加密算法，二级加密等级采用对称加密和不对称加密相结合的混合加密算法。
[0023]更进一步地,所述将传感数据通过无线采集节点进行传输的过程如下：
[0024]S1:首先获取采集通信范围内所有传感器节点位置的权值信息，并按照权值信息对所有传感器节点进行由大到小的排序，得到中继节点选择列表信息；
[0025]S2:获取各传感器节点的当前剩余能量，根据所述当前剩余能量更新中继节点选择列表中各传感器节点的权值信息，并对更新后的权值信息按照由大到小的顺序进行重新排序；
[0026]S3：依据重新排序的各传感器节点信息，选取最优先的传感器节点作为数据传输的中继节点。
[0027]进一步地,所述监测管理平台包括云存储模块、统计评估模块、信息管理模块和数据绘制模块；
[0028]所述云存储模块用于对上传的监测数据和报警信息进行存储，所述统计评估模块和所述信息管理模块均与所述云存储模块相连接；
[0029]所述统计评估模块用于将一定监测周期内的各类监测数据进行分类统计，根据统计结果计算对应的环比增长值、同比增长值和平均值，并基于设定的权重参数和所述环比增长值、所述同比增长值所述平均值得到安全评估等级；
[0030]所述信息管理模块包括权本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无线通讯的建筑工程监测系统，其特征在于，包括：工程数据采集单元、监控单元、数据中转单元和监测管理平台；所述工程数据采集单元用于采集建筑工程的结构变化数据和环境数据；所述监控单元通过无线传输方式与所述监测管理平台相连接，所述监控单元用于对检测到的结构变化数据和环境数据进行分析，基于分析结果，对异常建筑的异常状态进行报警，并将检测数据上传至所述监测管理平台；所述数据中转单元与所述工程数据采集单元和所述监控单元电连接，所述数据中转单元用于对采集数据进行传输，并根据设定的加密等级对数据进行加密；所述监测管理平台用于对上传数据进行管理，并数据进行统计分析，输出评估报告。2.如权利要求1所述的基于无线通讯的建筑工程监测系统，其特征在于，所述工程数据采集单元包括建筑结构检测模块、环境数据检测模块、多传感器融合模块和太阳能供电模块；所述建筑结构检测模块用于测量基坑的水平位移数据、倾斜角度变化和结构应力变化情况，所述建筑结构检测模块包括位移传感器、沉降传感器、水准仪、倾斜传感器、震动加速度传感器、应力应变传感器和裂缝传感器，所述建筑结构检测模块与所述多传感器融合模块电连接，将检测到的建筑结构变化信息集中传输至所述多传感器融合模块进行筛选融合；所述环境数据检测模块用于检测建筑周围的环境信息，所述环境数据检测模块包括风力风向传感器和温湿度传感器，所述环境数据检测模块与所述多传感器融合模块电连接，将检测到的环境变化信息集中传输至所述多传感器融合模块；所述多传感器融合模块将接收到的监测数据进行缓存，并统计一段时间内各数据参数的方差值，当所述方差值大于设置阈值时，筛除对应的最高参数值和最低参数值，并将缓存数据传输至所述监控单元；所述太阳能供电模块用于为所述工程数据采集单元提供所需电能，所述太阳能供电模块包括光伏阵列、与所述光伏阵列电连接的光伏控制器和蓄电池。3.如权利要求2所述的基于无线通讯的建筑工程监测系统，其特征在于，所述工程数据采集单元还包括视觉监测模块，所述视觉监测单元包括定点采集模块和巡检模块；所述定点采集模块包括用于采集建筑图像信息的图像采集模块和对采集的图像进行识别的图像识别模块，所述图像采集模块包括若干组摄像头，所述若干组摄像头用于采集预设光线范围内的建筑图像信息，并传输至所述图像识别模块，所述图像识别模块对采集的建筑图像信息进行二值化处理，获取目标区域的像素值，若目标区域的像素值超过设定的变化范围，则发送报警信息至所述监控单元；所述巡检模块包括路径计算模块、数据传输模块和警示模块，所述路径计算模块设置在巡检机器人上用于接收监测管理平台发送的设定巡检坐标信息，根据所述巡检坐标信息和电子地图信息确定巡检路线，并依据测距雷达进行避障行驶，所述数据传输模块用于对建筑出入口处的人员图像信息进行采集，根据采集到的图像信息提取人员身体特征信息，将人员身体特征信息与异常行为数据库中的特征数据进行比较，依据比较结果将异常报警信息通过所述监控单元传输至所述监测管理平台，并控制所述警示模块进行警示驱赶，所述警示模块包括机械手、用于驱动机械手的舵机、电机驱动器、荧光夜喷射装置、单片机和
4G通信模块，所述电机驱动器和所述舵机电连接，所述荧光夜喷射装置和所述4G通信模块均与所述单片机电连接。4.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：濮晨雪，
申请(专利权)人：濮晨雪，
类型：发明
国别省市：