CN103528488B - 用于实时监测崩塌体状态的监测*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于实时监测崩塌体状态的监测***，包括传感器监测装置，用于实时监测崩塌体状态，并根据预设的采集频率定期采集所述崩塌体的变形数据，以及将所采集的变形数据通过无线通信方式发送物联网；连接物联网的控制中心，用于接收所述传感器监测装置通过物联网发送来的所述崩塌体的变形数据，并对所述变形数据进行分析处理得到所述崩塌体的变形状态。本发明的监测***实现了远程监测，降低了监测人员的劳动强度，并且实现了对崩塌体进行监测预测，从而提前了崩塌体发生严重变形或崩塌事件被发现的时间，进而尽可能尽早地采取安全措施，降低了安全事故发生率。

Description

用于实时监测崩塌体状态的监测***

技术领域

本发明涉及一种测量***，尤其涉及一种用于实时监测崩塌体状态的监测***。

背景技术

崩塌体的安全监测研究由来已久，其监测方法也有多种方法，传统的方法是由监测人员采用直观的千分尺观察，即直接用千分尺直接测量崩塌体的裂缝宽度变化，该方法直观简单，但该方法不仅精度差，需要监测人员现场操作，而且是在崩塌体出现裂缝变化之后才进行的，不能够对崩塌体在产生裂缝之前、裂缝产生后其宽度变化，直至崩塌体的崩塌的整个过程进行监测，即不能够对崩塌体的崩塌进行监测预测。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于实时监测崩塌体状态的监测***，该监测***监测数据精度较好，也不需要检测人员到现场测量，降低监测人员的劳动强度，并且能够很好地对崩塌体的崩塌进行监测预测，避免安全事故。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

本发明提供了一种用于实时监测崩塌体状态的监测***，包括：

传感器监测装置，用于实时监测崩塌体状态，并根据预设的数据采集频率定期采集所述崩塌体的变形数据，以及将所采集的变形数据通过无线通信方式发送至物联网；

与物联网连接的控制中心，用于接收所述传感器监测装置通过物联网发送来的所述崩塌体的变形数据，并对所述变形数据进行分析处理得到所述崩塌体的变形状态。

进一步地，所述传感器监测装置包括：

用于供电的电源模块；

与所述电源模块相连的位移传感器，用于实时监测所述崩塌体状态，实时获取所述崩塌体的变形数据；

与所述位移传感器和所述电源模块相连的控制模块，用于根据预设的采集频率定期采集所述位移传感器所获取的变形数据；

与所述控制模块相连的第一远程无线通信模块，用于在所述控制模块的控制下，将所述控制模块定期采集的所述变形数据通过无线通信方式发送至物联网。

更进一步地，所述传感器监测装置还包括：

与所述控制模块和所述电源模块相连的开关量传感器，用于实时监测所述崩塌体状态，且当所述崩塌体突发崩塌时，触发所述控制模块产生报警信号；

所述控制模块控制所述第一远程无线通信模块将所述报警信号通过物联网发送至所述控制中心。

进一步地，所述用于实时监测崩塌体状态的监测***还包括设置在崩塌体两侧的两条报警支路，所述传感器监测装置还包括与所述控制模块相连的第一近程无线通信模块，用于将所述控制模块产生的报警信号通过无线通信方式发送至所述两条报警支路；

所述两条报警支路与所述第一近程无线通信模块无线连接，用于当所述崩塌体突发崩塌时，接收所述第一近程无线通信模块发送来的报警信号，并报警。

更进一步地，每条报警支路设置有多个报警节点，且每条报警支路的多个所述报警节点串联。

更进一步地，所述报警节点包括：

用于供电的电源模块；

与所述电源模块相连的报警装置，用于当所述崩塌体发送严重变形或者崩塌时，报警；

与所述电源模块相连的第二近程无线通信模块，所述第二近程无线通信模块还与所述第一近程无线通信模块或者上一个报警节点无线连接，用于接收所述控制模块通过所述近程无线通信模块或者所述上一个报警节点发送来的报警信号；

与所述电源模块，所述第二近程无线通信模块和所述报警装置相连的处理器，用于根据所述第二近程无线通信模块所接收的报警信号，控制所述报警装置进行报警，以及控制所述第二近程无线通信模块将所述报警信号发送至下一个报警节点。

更进一步地，所述控制中心包括：

连接至物联网的第二远程无线通信模块，用于接收所述传感器监测装置通过物联网发送来的所述变形数据；

与所述第二远程无线通信模块相连的中央控制器，用于对所述第二远程无线通信模块所接收的变形数据进行分析处理，得到所述崩塌体的变形状态。

更进一步地，所述崩塌体状态包括未变形，微型变形和严重变形，以及崩塌，所述控制中心还包括：

与所述中央控制器相连的报警模块，用于当所述中央控制器分析得到所述崩塌体的变形状态为严重变形时，生成报警信号，并报警；或者

当所述第二远程无线通信模块接收到所述传感器监测装置发送来的报警信号时，报警；

所述中央控制器还用于控制所述第二远程无线通信模块将所述报警模块生成的报警信号通过物联网发送至所述传感器监测装置；所述传感器监测装置还用于将所述报警信号通过所述第一近程无线通信模块发送至所述报警支路以报警。

更进一步地，当所述中央控制器分析得到所述崩塌体的变形状态为微型变形，所述中央控制器还用于根据所述第二无线通信模块所接收的变形数据重新调整所述传感器监测装置的数据采集频率。

更进一步地，所述位移传感器为拉绳位移传感器。

实施本发明的监测***的有益效果：

本发明的监测***通过传感器监测装置来实时监测崩塌体的状态，以获取变形数据，并通过无线通信方式发送至物联网，再由控制中心接收该变形数据，并进行分析处理得到崩塌体状态，使得监测人员可通过该监测***实现崩塌体的远程监测，降低了监测人员的劳动强度，并且由于该监测***是实时监测，定期采集数据，即可从崩塌体尚未出现裂缝或者其它变形之前就开始进行实时监测，直至其发生严重变形或者发生崩塌的整个过程进行监测，能够实现对崩塌体进行监测预测，从而提前了崩塌体发生严重变形或者崩塌事件被发现的时间，进而尽可能尽早地采取安全措施以降低安全事故发生率。

本发明的监测***还通过该传感器监测装置对突发性的崩塌事件进行监测，即当监测到崩塌事件时，立即触发产生报警信号，通过物联网发送至控制中心，即控制中心侧的监测人员也能够立即得知该突发性的崩塌事件，即使得崩塌体的崩塌状态能够立即被知晓，进而采取措施，进一步降低了安全事故的发生率。

本发明的监测***还通过设置多个报警节点进行报警，从而使得当驶入该区域的人们能够较早的知道该区域的崩塌体的状态，进一步降低了安全事故发生率，进而保障了通行人员的人身安全。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明的用于实时监测崩塌体状态的监测***的实施例一的功能模块图；

图2为本发明的用于实时监测崩塌体状态的监测***的实施例一中的传感器监测装置作用于崩塌体的示意图；

图3为本发明的用于实时监测崩塌体状态的监测***的实施例二的功能模块图；

图4为本发明的用于实时监测崩塌体状态的监测***的实施例二中传感器监测装置作用于崩塌体的示意图；

图5为本发明的用于实时监测崩塌体状态的监测***的实施例三中传感器监测装置和报警支路作用于崩塌体的示意图；

图6a和图6b分别为本发明的用于实时监测崩塌体状态的监测***的实施例三中传感器监测装置和报警节点的功能模块图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的用于实时监测崩塌体状态的监测***进行详细说明。

实施例一

参见图1，为本发明的用于实时监测崩塌体状态的监测***的一实施例的功能模块图，具体实施时，本实施例中该监测***具体包括：

传感器监测装置11，用于实时监测崩塌体的状态，并根据预设的采集频率定期采集该崩塌体的变形数据；具体实施时，参见图1，该传感器监测装置11具体包括：位移传感器111，用于实时监测崩塌体的状态，并实时获取到该崩塌体的变形数据，本实施例中该崩塌体的状态具体是指其是否发生变形，例如出现裂缝或者崩塌等；控制模块112，与该位移传感器111相连，用于根据预设的数据采集频率定期采集该位移传感器111所获取的崩塌体的变形数据；由于位移传感器是实时监测，即其获得的数据的量很大，但崩塌体的变形过程需要一定的时间，因此，不需要每个数据都进行分析，只需要根据崩塌体状态定期进行数据采集即可，因此本实施例中通过预设数据采集频率来进行数据采集，具体实施时，该控制模块112具体包括存储单元，用于存储由监测人员根据该崩塌体的当前状态设置的数据采集频率，该数据采集频率可调，该控制模块112还包括与该存储单元相连的控制单元，用于根据该存储单元中的数据采集频率进行数据采集，以及与该控制单元相连的模数转换单元，用于将控制单元所采集的变形数据进行模数转换即可，当然本实施例中该控制模块还可根据需要对所采集的变形数据进行预处理等，例如数据整合等；第一远程无线通信模块113，与该控制模块112相连，用于在该控制模块112的控制下，将该控制模块112定期采集的变形数据通过无线通信方式发送至物联网；与该位移传感器111和控制模块112相连的电源模块114，用于向该位移传感器111和控制模块112供电，在一具体实施例中，该电源模块114采用太阳能电池；如图2所示，本实施例中位移传感器111采用拉绳位移传感器，该拉绳位移传感器、控制模块112和第一远程无线通信模块113均设置在一个容纳箱中，且将其设置在远离崩塌体边缘，且稳定的区域，其中该拉绳位移传感器的测量端（即拉绳）固定在该崩塌体的边缘，从而当该崩塌体发生裂缝等变形时，该拉绳位移传感器则通过测量端获取得到该崩塌体的变形数据；

与物联网连接的控制中心12，用于接收该传感器监测装置11通过物联网发送来的崩塌体的变形数据，并对该变形数据进行分析处理，得到崩塌体的变形状态。具体实施时，参见图1，该控制中心12具体包括：无线通信连接至物联网的第二远程无线通信模块121，用于接收传感器监测装置11通过物联网发送来的变形数据；与该第二远程无线通信模块121相连的中央控制器122，用于对该第二远程无线通信模块121所接收的变形数据进行分析处理，得到该崩塌体的变形状态。本实施例中，根据崩塌体变形的程度可分为未变形，微型变形，严重变形和崩塌，由于本实施例中采用位移传感器来监测崩塌体的状态，因此，可预先根据变形程度设定每种变形类型对应的变形数据的区间范围，从而根据该区间范围来判断该崩塌体具体处于某一种变形状态，例如当中央控制器分析得到采集得到的变形数据处于第一区间内，则确定属于微型变形，若小于该第一区间的最小值则确定属于未变形，若大于第一区间的最大值则确定属于严重变形。由于本实施例中采用位移传感器来监测该崩塌体，其测量端固定在崩塌体边缘，因此，当崩塌体发生崩塌时，该测量端也将随着该崩塌体一起移动，即该测量端与该拉绳位移传感器断开，此时该拉绳位移传感器获取的变形数据便一直保持为“空”，从而当中央控制器分析得到传感器监测装置11发送来的变形数据为空时，则确定该崩塌体发生了崩塌。

当然本实施例中该控制中心12通过有线连接方式连接至物联网也是可以理解的。

当崩塌体发生微型变形后，其可能会继续变形为严重变形，甚至发生崩塌，但这一过程可能比较漫长，需要监测其由微型变形演变为严重变形或者崩塌的过程，此过程中可在分析得到其发生微型变形后，多次调整数据采集频率，因此本实施例中，该中央控制器122分析得到该崩塌体为微型变形时，还可根据所采集的该变形数据重新调整该传感器监测装置11的数据采集频率，例如提高该传感器监测装置11的数据采集频率，并通过物联网发送给该传感器监测设备，则将传感器监测装置11的控制模块112则对其数据采集频率进行更新，并根据更新后的数据采集频率进行数据采集。具体实施时，可将该崩塌体的微型变形进一步细分，相应地将其对应的数值区间范围细分为多个子区间，且预先设置每个子区间对应一种数据采集频率，而当中央控制器122根据所接收的变形数据分析得到崩塌体处于微型变形状态时，进一步分析其处于某一子区间时，并选择对应于该子区间的数据采集频率作为新的数据采集频率，再通过物联网发送至传感器监测装置11，传感器监测装置11收到新的数据采集频率后，则更新其数据采集频率，并根据该数据采集频率重新进行数据采集。

实施本实施例的该监测***，通过传感器监测设备11来实时监测崩塌体的状态，并定期采集变形数据，再通过无线通信方式发送给控制中心，由控制中心对该变形数据进行分析处理得到崩塌体的变形状态，使得监测人员可通过该监测***实现崩塌体的远程监测，降低了监测人员的劳动强度，并且由于该监测***是实时监测，定期采集数据，即通过该监测***可从崩塌体尚未出现裂缝或者其它变形之前就开始进行实时监测，直至其发生严重变形或者发生崩塌的整个过程进行监测，能够实现对崩塌体进行监测预测。另外，本实施例中还可由控制中心来调整该传感器监测装置的数据采集频率，从而提高了***的灵活性，也使得监测结果更加精确。

实施例二

通常崩塌体发生崩塌是突发性，由于传统的监测方式是监测人员定期进行现场监测，这使得从崩塌体发生崩塌到被发现崩塌的时间相对较长，尤其是郊区或偏僻地区，从而可能引起安全事故，或者使得人们驶入该区域内时又必须返回。为了能够实时对崩塌体发送崩塌的情况进行监测，即崩塌体发生后能够立即得知，因此，本发明还提供了一种用于实时监测崩塌体状态的监测***，参见图3和图4，本实施例的该监测***除了包括了实施例一中的各个功能模块外，本实施例中的该监测***中的传感器监测装置11还包括：

与控制模块112和电源模块114相连的开关量传感器115，用于实时监测崩塌体状态，且当崩塌体突发崩塌时，触发该控制模块112产生报警信号，该控制模块112则控制上述的第一远程无线通信模块113将该报警信号通过物联网发送至控制中心。具体实施时，与拉绳位移传感器相同，该开关量传感器115设置在容纳箱中，即其主体部分固定在远离崩塌体边缘的稳定区域，而其测量端固定在崩塌体边缘，当该崩塌体发生崩塌时，该开关量传感器115的测量端断开，从而其产生的开关量信号立即触发该控制模块112产生报警信号，并通过第一远程无线通信模块113发送至物联网，再由控制中心12接收，当然该控制模块112将不再进行数据采集，即当该崩塌体发生崩塌时，该传感器监测装置1便立即产生报警信号，并通过物联网发送至控制中心12，从而使得监测人员能够在崩塌体发生崩塌后便立即得知，进而采取相应的措施，即提前了崩塌体发生崩塌被发现的时间。

本实施例的该监测***除了采用定期采集变形数据对崩塌体进行监测预测外，还采用开关量传感器115对突发性的崩塌事件进行监测，并且当监测到崩塌事件时，立即触发控制模块112产生报警信号，通过物联网发送至控制中心，即控制中心侧的监测人员也能够立即得知该突发性的崩塌事件，即使得崩塌体的崩塌状态能够立即被知晓，进而采取措施，例如提醒该崩塌体周边的公路（如图4）等上的通行人员等，以降低了安全事故的发生率。

实施例三

由于崩塌体发生崩塌是突发性的，因此，在被发现或者采取相关措施之前，人们并不知道前方发生塌方，因此，为了能够提醒驶入该区域的人们，本发明还提供了一种用于实时监测崩塌体状态的监测***，本实施例的该监测***除了包括了实施例二中的各个功能模块外，参见图5，本实施例中的该监测***还包括：设置在崩塌体两侧的两条报警支路，该两条报警支路分别与传感器监测装置11无线连接，用于当崩塌体突发崩塌时，接收传感器监测装置11通过无线通信方式发送来的报警信号，并报警。本实施例中该两条报警支路设置在该崩塌体附近的道路旁边。

具体实施时，参见图6a，本实施例中该传感器监测装置11除了包括实施二中的各个模块，还包括第一近程无线通信模块116，与控制模块112相连，用于在控制模块112的控制下，将控制模块112产生的报警信号发送至每条报警支路；在一具体实施例中，该第一近程无线通信模块116为射频通信模块。

参见图6b和图5，本实施例中，每条报警支路上的多个报警节点117，且每条支路上的各个报警节点117通过无线连接方式串联。由于多个报警节点117相串联，且由于第一近程无线通信模块116的通信范围也是一定，因此，本实施例中只需要串联后的多个报警节点的第一个报警节点117与该传感器监测装置11的第一近程无线通信模块116无线连接即可，即当该传感器监测装置11的控制模块112通过第一近程无线通信模块116将其产生的报警信号发送给每条报警支路的第一个报警节点117，然后该第一报警节点117报警，并将该报警信号发送给第二个报警节点117，第二报警节点117报警，并将报警信号发送给第三个报警节点117，以此类推直至该报警信号发送至最后一个报警节点117。当然通过有线连接方式串联也是可以理解的。具体实施时，本实施例中该报警节点117具体包括：

报警装置，用于崩塌体发生严重变形或者发生崩塌时，报警；在一具体实施例中，该报警装置可以为蜂鸣器或者LED指示灯或者液晶显示器等；

第二近程无线通信模块，用于接收传感器监测装置11的第一近程无线通信模块116或者上一个报警节点116发送来的报警信号；在一具体实施例中，该第二近程无线通信模块为射频通信模块；

处理器，与上述的第二近程无线通信模块和报警装置相连，用于根据该第二近程无线通信模块所接收的报警信号，控制该报警装置进行报警，并控制该第二近程无线通信模块将该报警信号发送至下一个报警节点；

与上述报警装置和处理器相连的电源模块，用于向该报警装置和处理器供电，在一具体实施例中，该电源模块可采用太阳能电池。

本实施例中，由于每条报警支路的多个报警节点相串联，即当前报警节点117通过该第二近程无线通信模块与下一个报警节点的第二近程无线通信模块117无线连接，而每条支路的第一个报警节点则通过该第二近程无线通信模块117与传感器监测装置11的第一近程无线通信模块116无线连接。

当然该多个报警节点各自单独连接至该传感器监测装置或者其它连接方式也是可以理解的。

进一步地，为了提醒控制中心12侧的监测人员，本实施例中的该控制中心12还包括与中央控制器122相连的报警模块，用于当中央控制器122根据所接收的变形数据分析得到崩塌体的变形状态为严重变形时，生成报警信号，并报警，或者第二远程无线通信模块121接收到又传感器检测装置11通过物联网发送来的报警信号时，在中央控制器122的控制下报警。

进一步地，为了进一步提高***的灵活性，本实施例中该控制中心12的报警模块还通过第二远程无线通信模块121将其生产的报警信号发送至物联网；进而由传感器监测装置11的控制模块112控制其第一远程无线通信模块113接收该由报警模块123产生的报警信号，并根据该报警信号控制第一近程无线通信模块116将该报警信号发送至两条报警支路以报警。

本实施例的监测***，通过位移传感器和开关量传感器来实时监测崩塌体的状态，并采用定期数据采集来监测预测崩塌体的变形状态，与崩塌实时报警相结合的方式，使得能够对崩塌体进行监测预测，另一方面，又通过在崩塌体两侧设置多个报警节点，该报警节点可根据该崩塌体附近的道路路段长短设置，从而使得当驶入该区域的人们能够较早的知道该区域的崩塌体的状态，进一步降低了安全事故发生率，也节约的时间。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种用于实时监测崩塌体状态的监测***，其特征在于，包括：

传感器监测装置，用于实时监测崩塌体状态，并根据预设的数据采集频率定期采集所述崩塌体的变形数据，以及将所采集的变形数据通过无线通信方式发送至物联网；

与物联网连接的控制中心，用于接收所述传感器监测装置通过物联网发送来的所述崩塌体的变形数据，并对所述变形数据进行分析处理得到所述崩塌体的变形状态；其中，

所述崩塌体的变形状态包括微型变形，未变形和严重变形，以及崩塌，且将所述微型变形对应的数值区间范围细分为多个子区间，且预先设置每个子区间对应一种数据采集频率，则

当所述控制中心根据所接收的变形数据分析得到所述崩塌体处于微型变形时，所述控制中心进一步分析其处于的子区间，并选择对应于该子区间的数据采集频率作为新的数据采集频率，再通过物联网发送至所述传感器监测装置；所述传感器装置收到新的数据采集频率，则更新其数据采集频率，并根据新的数据采集频率重新进行数据采集；

其中，所述传感器监测装置包括：

用于供电的电源模块；

与所述电源模块相连的位移传感器，用于实时监测所述崩塌体状态，实时获取所述崩塌体的变形数据；

与所述位移传感器和所述电源模块相连的控制模块，用于根据预设的采集频率定期采集所述位移传感器所获取的变形数据；

与所述控制模块相连的第一远程无线通信模块，用于在所述控制模块的控制下，将所述控制模块定期采集的所述变形数据通过无线通信方式发送至物联网；

与所述控制模块和所述电源模块相连的开关量传感器，用于实时监测所述崩塌体状态，且当所述崩塌体突发崩塌时，触发所述控制模块产生报警信号，并在所述控制模块的控制下通过所述第一远程无线通信模块将所述报警信号通过物联网发送至所述控制中心；

并且，所述监测***还包括：

设置在崩塌体两侧的两条报警支路，且每条报警支路设置有多个报警节点，且每条报警支路的多个所述报警节点串联；则所述传感器监测装置还包括与所述控制模块相连的第一近程无线通信模块，用于将所述控制模块产生的报警信号通过无线通信方式发送至所述两条报警支路；

所述两条报警支路与所述第一近程无线通信模块无线连接，用于当所述崩塌体突发崩塌时，接收所述第一近程无线通信模块发送来的报警信号，并报警；

其中，所述报警节点包括：

用于供电的电源模块；

与所述电源模块相连的报警装置，用于当所述崩塌体发送严重变形或者崩塌时，报警；

与所述电源模块相连的第二近程无线通信模块，所述第二近程无线通信模块还与所述第一近程无线通信模块或者上一个报警节点无线连接，用于接收所述控制模块通过所述第一近程无线通信模块或者所述上一个报警节点发送来的报警信号；

与所述电源模块，所述第二近程无线通信模块和所述报警装置相连的处理器，用于根据所述第二近程无线通信模块所接收的报警信号，控制所述报警装置进行报警，以及控制所述第二近程无线通信模块将所述报警信号发送至下一个报警节点；

其中，所述控制中心包括：

连接至物联网的第二远程无线通信模块，用于接收所述传感器监测装置通过物联网发送来的所述变形数据；

与所述第二远程无线通信模块相连的中央控制器，用于对所述第二远程无线通信模块所接收的变形数据进行分析处理，得到所述崩塌体的变形状态；

与所述中央控制器相连的报警模块，用于当所述中央控制器分析得到所述崩塌体的变形状态为严重变形时，生成报警信号，并报警；或者当所述第二远程无线通信模块接收到所述传感器监测装置发送来的报警信号时，报警；

所述中央控制器还用于控制所述第二远程无线通信模块将所述报警模块生成的报警信号通过物联网发送至所述传感器监测装置；所述传感器监测装置还用于将所述报警信号通过所述第一近程无线通信模块发送至所述报警支路以报警。

2.如权利要求1所述的用于实时监测崩塌体状态的监测***，其特征在于，当所述中央控制器分析得到所述崩塌体的变形状态为微型变形，所述中央控制器还用于根据所述第二远程无线通信模块所接收的变形数据重新调制所述传感器监测装置的数据采集频率。

3.如权利要求2所述的用于实时监测崩塌体状态的监测***，其特征在于，所述位移传感器为拉绳位移传感器。