CN101382457A - 基于gprs的大体积混凝土温度监测***及方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种基于GPRS的大体积混凝土温度监测***及方法，包括GPRS采集模块和数据控制中心，GPRS采集模块和数据控制中心通过GPRS网络相互通信，所述GPRS采集模块自动采集或接收来自数据控制中心的采集指令后采集大体积混凝土各点的温度，并将该数据整理、封包并发往数据控制中心，数据控制中心对GPRS采集模块发出控制指令，且接收来自GPRS采集模块的温度数据，并对该数据封包、处理、储存及输出。克服以往采用电缆线传输方式和通过射频技术无线传输方式监测的缺陷，实现大体积混凝土测温数据的长距离、异地无线监测，用户可以在异地方便地监测现场大体积混凝土的温度变化，以指导大体积混凝土的保温措施。

Description

基于GPRS的大体积混凝土温度监测***及方法

技术领域

本发明涉及建筑施工监测，尤其涉及大体积混凝土温度的监测***及方法。

背景技术

现有大体积混凝土温度监测***的数据传输多通过线缆的方式传输，部分采用射频技术传输。上述方式的大体积混凝土测温数据的传输存在以下不足之处：

(1)线缆传输方式，施工现场条件复杂，模板、脚手管、钢筋吊装堆放等，经常会把大体积混凝土的测温数据传输线缆扯断或砸断等，在大体积混凝土测温实施过程中，此类情况屡见不鲜，经常会使测温工作中断，需要现场人员查找故障并重新接线，会导致测温过程中数据采集不全面，影响大体积混凝土升温和降温阶段实时监测，并增加现场工作人员的工作量；而且，采用线缆传输方式，一般须在现场附近布置监测室，太远则由于能量的衰减导致数据的缺失，太近则可能现场条件不允许。

(2)无线射频传输方式，虽能解决电缆的问题。但在实施过程中也会碰到一些困难，比如在大底板的混凝土浇筑完成后，马上进入搭设脚手管的上部施工相关工作，往往会影响数据的传输。高层建筑的大底板埋设较深，基坑开挖较深，监测室设在活动板房内，数据传输距离有限，距离过大会导致数据传输有缺失。另外，不能进行不限距离的长距离传输。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于GPRS的大体积混凝土温度监测***，实现大体积混凝土测温数据的长距离、异地监测，监测具有实时性、准确性、完整性和灵活性的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种基于GPRS的大体积混凝土温度监测***，包括GPRS采集模块和数据控制中心，GPRS采集模块和数据控制中心通过GPRS网络相互通信，所述GPRS采集模块自动采集或接收来自数据控制中心的采集指令后采集大体积混凝土各点的温度，并将该数据整理、封包并发往数据控制中心，数据控制中心对GPRS采集模块发出控制指令，且接收来自GPRS采集模块的温度数据，并对该数据封包、处理、储存及输出。

进一步，所述GPRS采集模块包括相连接的数据采集单元和GPRS无线数据传输单元，所述GPRS无线数据传输单元将所述数据采集单元采集到的数据进行整理、封包和发送。

进一步，所所述数据采集单元包括一处理器和分别与其连接的一存储器和若干由数个温度传感器接入的温度传感器测试电缆，所述处理器控制各个温度传感器并且接收其数据，所述处理器存入和读取存储器中的数据。

进一步，所述温度传感器测试电缆相互间并联式连接于处理器，且每根温度传感器测试电缆上的所有温度传感器都是并联的。

进一步，所述数据控制中心设置在Inernet互联网中，所述GPRS采集模块和数据控制中心通过GPRS网络及Inernet互联网相互通信。

进一步，所述GPRS采集模块还可通过***与数据控制中心相互通信。

一种基于GPRS的大体积混凝土温度监测方法，包括通过GPRS网络相互通信的GPRS采集模块和数据控制中心，所述数据控制中心为一电脑主机或服务器，监测包括如下步骤：

(1)数据控制中心开始运行，选定采集模式后，发送指令给GPRS采集模块；

(2)GPRS采集模块接收指令，进入相应的采集模式，开始采集大体积混凝土温度数据，并对数据进行整理、封包及向数据控制中心发送；

(3)数据控制中心等待接收温度数据，并对接收到的温度数据信息进行解包、处理、保存和输出。

进一步，所述GPRS采集模块包括相连接的数据采集单元和GPRS无线数据传输单元，所述数据采集单元包括一处理器和分别与其连接的一存储器和若干温度传感器和一时间控制器，所述处理器控制各个温度传感器并且接收其数据，所述处理器存入和读取存储器中的数据。

进一步，所述采集模式包括两种：主动模式和被动模式，模式选择和切换可以在数据控制中心通过控制实现；在主动模式下，数据控制中心根据用户需要随时对GPRS采集模块发送采集指令主动获取温度数据；GPRS采集模块始终保持等待指令状态；在被动模式下，数据控制中心被动接受GPRS采集模块主动发送的数据，当采集间隔时间超过预定时间时，在数据发送完成后，模块会主动关闭GPRS连接同时进入省电模式。

进一步，所述GPRS采集模块还通过***与数据控制中心相互通信。

本发明的有益效果：

克服了以往采用电缆线传输方式和通过射频技术无线传输方式监测的缺陷，实现大体积混凝土测温数据的长距离、异地无线监测，数据传输具有实时性、准确性、完整性和灵活性的优点，用户可以在异地方便地监测现场大体积混凝土的温度变化，以指导大体积混凝土的保温措施。

附图说明

图1是本发明的***框图示意图；

图2是本发明***示意图；

图3是本发明GPRS采集模块的结构方框图；

图4是本发明数据控制中心的控制流程图；

图5是本发明GPRS采集模块的控制流程图；

图中：1-GPRS采集模块，11-数据采集单元，111-处理器，112-存储器，113-温度传感器测试电缆，114-时间管理装置，115-电源装置，116-现场总线接口，12-GPRS无线数据传输单元，2-数据控制中心。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作清楚、完整地说明：

如图1和2所示：这种基于GPRS的大体积混凝土温度监测***，包括GPRS采集模块1和数据控制中心2。GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线业务)是在现有的GSM移动通信***基础上发展起来的。GPRS采集模块1和数据控制中心2通过GPRS网络相互通信。所述GPRS采集模块1自动采集或接收来自数据控制中心2的采集指令后采集大体积混凝土各点的温度，并将该数据整理、封包并发往数据控制中心2，数据控制中心2对GPRS采集模块1发出控制指令，且接收来自GPRS采集模块1的温度数据，并对该数据封包、处理、储存及输出。所述数据控制中心2为一电脑主机或服务器。

如图3所示：所述GPRS采集模块1包括相连接的数据采集单元11和GPRS无线数据传输单元12。所述GPRS无线数据传输单元12将所述数据采集单元采集到的数据进行整理、封包和发送。其中，所述GPRS无线数据传输单元12采用GPRS DTU，(Data Termanit unit)，其作为串口数据流与TCP/IP、SMS协议之间互相转换的转换器。

所述数据采集单元11包括一处理器111和分别与其连接的一存储器112、一时间管理装置114、一电源装置115和若干由数个温度传感器接入的温度传感器测试电缆113。所述温度传感器测试电缆113有六根，相互间并联式连接于处理器112，且每根温度传感器测试电缆113上的所有温度传感器都是并联的。每根温度传感器测试电缆113最多可并联128个温度传感器。所述处理器111控制各个温度传感器工作并且接收其传来的数据，所述处理器111存入和读取存储器112中的数据。其中，所述处理器111为工业级单片机，控制和读取各个温度传感器的采集到的数据。所述处理器111存入和读取存储器112中的数据。电源装置115可以采用电池或外接电源。电池可以采用锂电池，可以在一次充电的情况下工作较长的时间。时间管理装置114是一个时间触发装置。

设置存储器112可为防止数据丢失，能够存贮10多天的数据。在当GPRS连接失效或者数据控制中心2失效时，处理器111可以将当前采样的数据和采样时间保存下来，避免因为连接失败引起的数据丢失。储存的数据内容包括是哪个传感器采集的、其当前采样的时间和采样温度值。当确认GPRS连接正常后，储存在存储器112中的数据将通过GPRS连接被发送到数据控制中心2。所述处理器111另备有现场总线接口116，接口采用RS232接口，能够保证在GPRS连接失效的情况下，将直接将数据取出。

所述温度传感器采用DS18B20数字温度传感器。所述温度传感器相互间并联式连接于处理器111。如此，可以克服串联式一线式测温的不足。并联的连接方式不仅避免了因单个传感器损坏或者某处线路损坏而导致整个***瘫痪的情况发生，而且也解决了串联中因线路过长、信号衰减过大的问题，以保证在正常的情况下，所有的温度传感器都能正常的工作。

所述数据控制中心2设置在Inernet互联网中，所述GPRS采集模块1和数据控制中心2通过GPRS网络及Inernet互联网相互通信。

另外，所述GPRS采集模块1还通过***与数据控制中心2相互通信。能够保证在GPRS信号差的情况下，所述GPRS采集模块1和数据控制中心2可以通过***通信。

这种基于GPRS的大体积混凝土温度监测方法，包括通过GPRS网络相互通信的GPRS采集模块1和数据控制中心2，所述数据控制中心2为一电脑主机或服务器，所述GPRS采集模块1包括相连接的数据采集单元11和GPRS无线数据传输单元12，监测包括如下步骤：

(1)数据控制中心2开始运行，选定采集模式后，发送指令给GPRS采集模块1；

(2)GPRS采集模块1接收指令，进入相应的采集模式，开始采集大体积混凝土温度数据，并对数据进行整理、封包及向数据控制中心2发送；

(3)数据控制中心2等待接收温度数据，并对接收到的温度数据信息进行解包、处理、保存和输出。

其中，所述采集模式包括两种：主动模式和被动模式，模式选择和切换可以由数据控制中心2通过控制实现。

在主动模式下，数据控制中心2根据用户需要随时对GPRS采集模块1发送采集指令以主动获取温度数据；且GPRS采集模块1始终保持等待指令状态。GPRS采集模块1需要一直保持等待指令状态，在该主动模式下，***耗电量大，适合对混凝土温度监测初期。

在被动模式下，数据控制中心2被动接受GPRS采集模块1主动发送的数据，当采集间隔时间超过预定时间时，此处时间间隔设定为10分钟。当采集间隔时间超过10分钟时，在数据发送完成后，GPRS采集模块1会主动关闭GPRS连接同时进入省电模式以节约电能消耗。该被动模式适合对混凝土进行长期监测。

如图4所示为数据控制中心2的操作指令流程图：

首先进行模式判断，有两种模式方式：主动和被动模式；

当进入被动模式时，数据控制中心2等待接收温度数据包；当收到温度数据包后进行解包，接着将解包后的数据存入数据库；然后通过数据输出装置显示该数据信息；接着数据控制中心2重新开始等待接收温度数据包，由此形成循环；

当进入主动模式时，数据控制中心2等待触发命令；收到触发命令后发送采集指令；然后开始等待接收温度数据包；收到温度数据包后进行解包；接着将解包后的数据存入数据库；然后通过数据输出装置显示该数据信息；接着数据控制中心2重新开始等待接收温度数据包，由此形成循环。

如图5所示为GPRS采集模块1中处理器111的操作指令流程图：

首先进行模式判断，接收数据控制中心2指令选择相对应的采集模式：主动模式或被动模式；

当进入被动模式时，处理器111根据数据控制中心2设定的时间控制温度传感器采集一次数据发往数据控制中心2，在数据发送完成后，如设定时间超过10分钟，GPRS采集模块1会自动关闭GPRS连接同时进入省电模式。

当进入主动模式时，处理器111等待来自数据控制中心2的主动模式中的采集指令，收到后开始对大体积混凝土温度数据进行采集、封包和发送。

本发明应用在建筑施工监测中，对大体积混凝土水化热过程中温度变化状况进行监测，掌握混凝土的温差波动情况，以指导大体积混凝土的保温措施。在大体积混凝土温差超限时，能够及时提供图形、声音等多媒体报警方式，以提醒工作人员及时采取相应的保温措施。温度监测数据能够远距离并通过Internet互联网实现无差别接收。克服了以往采用电缆线传输方式和通过射频技术无线传输方式监测的缺陷，实现大体积混凝土测温数据的长距离、异地无线监测，数据传输具有实时性、准确性、完整性和灵活性的优点，用户可以在异地方便地监测现场大体积混凝土的温度变化，以指导大体积混凝土的保温措施。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种基于GPRS的大体积混凝土温度监测***，其特征在于:包括GPRS采集模块和数据控制中心，GPRS采集模块和数据控制中心通过GPRS网络相互通信，所述GPRS采集模块自动采集或接收来自数据控制中心的采集指令后采集大体积混凝土各点的温度，并将该数据整理、封包并发往数据控制中心，数据控制中心对GPRS采集模块发出控制指令，且接收来自GPRS采集模块的温度数据，并对该数据封包、处理、储存及输出。

2.如权利要求1所述的基于GPRS的大体积混凝土温度监测***，其特征在于:所述GPRS采集模块包括相连接的数据采集单元和GPRS无线数据传输单元，所述GPRS无线数据传输单元将所述数据采集单元采集到的数据进行整理、封包和发送。

3.如权利要求2所述的基于GPRS的大体积混凝土温度监测***，其特征在于:所述数据采集单元包括一处理器和分别与其连接的一存储器和若干由数个温度传感器接入的温度传感器测试电缆，所述处理器控制各个温度传感器并且接收其数据，所述处理器存入和读取存储器中的数据。

4.如权利要求3所述的基于GPRS的大体积混凝土温度监测***，其特征在于:所述温度传感器测试电缆相互间并联式连接于处理器，且每根温度传感器测试电缆上的所有温度传感器都是并联的。

5.如权利要求1所述的基于GPRS的大体积混凝土温度监测***，其特征在于:所述数据控制中心设置在Inernet互联网中，所述GPRS采集模块和数据控制中心通过GPRS网络及Inernet互联网相互通信。

6.如权利要求1所述的基于GPRS的大体积混凝土温度监测***，其特征在于:所述GPRS采集模块还通过***与数据控制中心相互通信。

7.一种基于GPRS的大体积混凝土温度监测方法，其特征在于:包括通过GPRS网络相互通信的GPRS采集模块和数据控制中心，所述数据控制中心为一电脑主机或服务器，监测包括如下步骤:

(1)数据控制中心开始运行，选定采集模式后，发送指令给GPRS采集模块；

(2)GPRS采集模块接收指令，进入相应的采集模式，开始采集大体积混凝土温度数据，并对数据进行整理、封包及向数据控制中心发送；

(3)数据控制中心等待接收温度数据，并对接收到的温度数据信息进行解包、处理、保存和输出。

8.如权利要求7所述的基于GPRS的大体积混凝土温度监测方法，其特征在于:所述GPRS采集模块包括相连接的数据采集单元和GPRS无线数据传输单元，所述数据采集单元包括一处理器和分别与其连接的一存储器和若干温度传感器和一时间控制器，所述处理器控制各个温度传感器并且接收其数据，所述处理器存入和读取存储器中的数据。

9.如权利要求8所述的基于GPRS的大体积混凝土温度监测方法，其特征在于:所述采集模式包括两种:主动模式和被动模式，模式选择和切换可以在数据控制中心通过控制实现；在主动模式下，数据控制中心根据用户需要随时对GPRS采集模块发送采集指令主动获取温度数据，GPRS采集模块始终保持等待指令状态；在被动模式下，数据控制中心被动接受GPRS采集模块主动发送的数据，当采集间隔时间超过预定时间时，在数据发送完成后，模块会自动关闭GPRS连接同时进入省电模式。

10.如权利要求1所述的基于GPRS的大体积混凝土温度监测方法，其特征在于:所述GPRS采集模块还通过***与数据控制中心相互通信。

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