CN106768447A - 一种多源供电式混凝土温度智能控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种多源供电式混凝土温度智能监测***，太阳能电池板通过太阳能控制器为第一蓄电池供电；220V交流电与UPS控制器连接并为第二蓄电池充电，充满自动断开，且UPS控制器为多通道微电脑数据采集模块与无线中继通讯模块供电；多通道微电脑数据采集模块中自动定时控制开关用以定时控制仪器电流的供给，温度探头与现场监控***分别传输电阻信号与视频信号至微电脑数据采集仪，微电脑数据采集仪将数据传输至无线中继通讯模块；无线中继通讯模块中的CDMA模块将从微电脑数据采集仪接收的信号通过CDMA模块传输给指定上位机，通过室内分析预警***软件进行实时监控。本发明保证复杂施工现场持续电力供应，实现无人值守条件下混凝土施工现场温度的智能监测。
Description
技术领域
本发明属于混凝土施工监控技术，具体涉及一种多源供电式混凝土温度智能控制***。
背景技术
混凝土做为一种工程中最常用的材料，其裂缝的产生将会对工程质量造成不可挽回的损失，同时影响建筑物的安全性能，而温度做为其裂缝产生的一种重要因素，不间断观测温度变化从而采取适当措施保证温度的变化是一种预防裂缝产生的重要措施，而工地供电的不稳定往往造成仪器监控的间断，从而温控不及时造成不可挽回的损失，尤其是一些偏远地区的电力***更加不稳定，严重影响正常施工。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种多源供电式混凝土温度智能控制***，是一种能够满足施工现场复杂的工作环境而设定的可持续性供电***，同时远程智能传输数据、定时控制仪器开关的低能耗、高自动化、稳定简易的监测***。
技术方案：本发明所述的一种多源供电式混凝土温度智能监测***，包括依次连通的智能切换多电源供电模块、多通道微电脑数据采集模块和无线中继通讯模块，所述智能切换多电源供电模块包括太阳能电池板、太阳能控制器、第一蓄电池、稳压器、第二蓄电池和UPS控制器，所述太阳能电池板安装于空旷无遮挡区域，收集光能转换为电能，并通过太阳能控制器将电能转换为化学能储存于第一蓄电池中；所述220V交流电经稳压器稳压后输送至UPS控制器；所述第二蓄电池连接UPS控制器的正负端子，UPS控制器通过正负端子用220V交流电为第二蓄电池充电，充满自动断开，并且UPS控制器将所供电源统一逆变成12V电流为多通道微电脑数据采集模块与无线中继通讯模块供电；所述多通道微电脑数据采集模块包括自动定时控制开关、微电脑数据采集仪、若干温度探头和现场监控***，所述自动定时控制开关用以定时控制仪器电流的供给；所述温度探头与现场监控***分别传输电阻信号与视频信号至微电脑数据采集仪，微电脑数据采集仪实时存储所接收信号，然后再将数据传输至无线中继通讯模块；所述无线中继通讯模块包括CDMA模块和室内分析预警***，所述CDMA将从微电脑数据采集仪接收的信号通过CDMA模块传输给指定上位机，通过安装于上位机上的室内分析预警***软件进行实时监控。
进一步的，所述第一蓄电池和第二蓄电池均采用12V40AH的蓄电池，该蓄电池经为微电脑数据采集仪供电70个小时，可以确保仪器可工作到市电恢复，其中，U为电池电压、I为电池容量、0.8为放电系数、0.9为逆变器转换功率。
进一步的，所述UPS控制器采用12伏工频纯正弦波逆变器，其功率为1000W，UPS控制器分别与第二蓄电池、太阳能控制器和220V交流电连接；UPS控制器优先将220V交流电逆变为12V电源为多通道微电脑数据采集模块供电，同时为第二蓄电池充电并充满自停；在施工现场不方便接交流电源或施工浇筑需要临时切断交流电源时，UPS控制器自动切换到使用第一蓄电池供电，在长期切断交流电源，并且施工现场因雾霾或持续阴雨天导致太阳能蓄电池供电不足时，UPS控制器自动切换至第二蓄电池作为备用电池供电。
进一步的，所述220V交流电与UPS控制器之间，以及UPS控制器与微电脑数据采集仪之间均设有断电报警器，采用移动数据卡发送信号，当断电时立即向监控人员手机发送短信提示。
进一步的，所述太阳能板的尺寸为1580×800×40mm，通过太能控制器对第一蓄电池进行充电，第一蓄电池对UPS控制器进行供电。
进一步的，所述自动定时控制开关为微电脑数据采集仪的供电进行定时开关，以此来减小电耗，提高设备可持续时间；所述微电脑数据采集仪的核心为树莓派，并采用树莓派***专用现场监控***，将实时现场情况传输至监控室。
进一步的，所述上位机采用PC，上位机中安有室内分析预警***，温度预警采用自编matlab程序分析采集数据，并画出温度曲线，温度超出温控标准时，实时报警，由分析人员反馈给施工单位，以便采取相应温控措施。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明能够在施工现场因浇筑等情况断电时，自动切换成太阳能蓄电池供电，在长期切断交流电源，并且施工现场因雾霾或持续阴雨天导致太阳能蓄电池供电不足时，自动切换至备用蓄电池，从而保证仪器持续稳定工作，具有可使用的多个供电电源；
(2)本发明两个不同位置的断电报警器能够在线路断电/通电时，及时向监控人员反馈，从而与施工现场人员沟通及时排除问题；使用更加安全可靠；(3)本发明的UPS控制器输出交流电为微电脑数据采集仪供电时，首先通过稳自动定时控制开关，从而定时开关仪器采集特定时间点温度数据，极大避免了过多无用数据采集及能源损耗；
(4)本发明通过CDMA模块向上位机传输温度数据及现场情况，上位机通过自编matlab程序分析采集数据并实现实时预警，更快捷的采取温控措施，防止温度过高产生裂缝等危害。
综上所述，本发明能够保证即使正常市电断电时间过长，整个***也能持续工作，几个供电电源可切换使用，整个监控***更加稳定有效。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为实施例中监测的浙江某船闸闸室墙混凝土温度成果图；
图3为实施例中浙江某船闸闸室墙混凝土传感器布置图。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
如图1所示，本发明的一种多源供电式混凝土温度智能监测***，包括依次连通的智能切换多电源供电模块、多通道微电脑数据采集模块和无线中继通讯模块，智能切换多电源供电模块包括太阳能电池板、太阳能控制器、第一蓄电池、稳压器、第二蓄电池和UPS控制器，太阳能电池板安装于空旷无遮挡区域，收集光能转换为电能，并通过太阳能控制器将电能转换为化学能储存于第一蓄电池中；220V交流电经稳压器稳压后输送至UPS控制器；第二蓄电池连接UPS控制器的正负端子，UPS控制器通过正负端子用220V交流电为第二蓄电池充电，充满自动断开，并且UPS控制器将所供电源统一逆变成12V电流为多通道微电脑数据采集模块与无线中继通讯模块供电；多通道微电脑数据采集模块包括自动定时控制开关、微电脑数据采集仪、若干温度探头和现场监控***，自动定时控制开关用以定时控制仪器电流的供给；温度探头与现场监控***分别传输电阻信号与视频信号至微电脑数据采集仪，微电脑数据采集仪实时存储所接收信号，然后再将数据传输至无线中继通讯模块；无线中继通讯模块包括CDMA模块和室内分析预警***，CDMA将从微电脑数据采集仪接收的信号通过CDMA模块传输给指定上位机，通过安装于上位机上的室内分析预警***软件进行实时监控，室内分析预警***软件通过Matlab自编程序分析采集数据，并画出温度曲线，温度超出温控标准时，实时报警。
实施例1：
本实施例为金华市船闸底板混凝土浇筑后温度监控背景下所做的数据监测实例，为了获取布置于底板中冷却水管对混凝土温度的影响，在冷却水管周边布置PT100温度传感器来监测混凝土温度变化，利用本发明中的多源供电式混凝土温度智能监测***进行监测运行。
本实施例中的太阳能电池板尺寸为1580*800*40mm，且为单晶100W，在工地选取空旷采光效果好的地区，采取支架安装，然后将该太阳能电池板按33°倾角正南正北方向布置于水平地面。太阳能输出电流连接至太阳控制器，太阳能控制器的另一端与第一蓄电池相连为其充电。
本实施例中的温度探头采用PT100传感器，其量程为-70℃～500℃，电线为镀铂镍线，精度为0.15+0.002*|t|℃(其传感器布置图见图3)；
第一蓄电池和第二蓄电池均采用风帆牌40AH免维护铅酸蓄电池，有着长寿命、高容量等优点。
断电报警器采用GSM短信电话报警器，尺寸为50*80*30mm，支持移动/联通SIM卡，自身带有电池，当220V交流电断电时，通过自身电池供电发送短信报警。
自动定时控制开关采用CN102A小型秒空循环倒计时控制器，可以设置开5分钟关20分钟一直循环。
微电脑数据采集仪尺寸为195*240*110mm，机身有4个USB2.0接口、MicroSD卡插座、15路MPI CSI-2连接器，基本配置为新一代四核Cortex-A7处理器、1GB的RAM存储器。
摄像头通过数据线连接至微电脑数据采集仪的摄像头15路MPI CSI-2连接器，同时将华为无线CDMA网卡***USB插口，将采集到的数据即时发送到指定远程上位机。
通过图2看出，本实施例中，能够快速有效实时监控混凝土的温度信息和温度变化。而本实施例中的温度探头布置如图3所示，图中的闸室墙为正视图，闸室墙带缺口的一侧为闸室，对面一侧为背水侧；A和B为布位点，方向内表示温度传感器靠近船闸一侧，外表示靠近背水侧。
本发明温度监测***在金华船闸底板的使用，大大减少了因为断电而造成的数据损失、节省成本、占地空间小，同时提高了自动化程度和数据时效性。
Claims (7)
1.一种多源供电式混凝土温度智能监测***，包括依次连通的智能切换多电源供电模块、多通道微电脑数据采集模块和无线中继通讯模块，其特征在于：所述智能切换多电源供电模块包括太阳能电池板、太阳能控制器、第一蓄电池、稳压器、第二蓄电池和UPS控制器，所述太阳能电池板收集光能转换为电能，并通过太阳能控制器将电能转换为化学能储存于第一蓄电池中；所述220V交流电经稳压器稳压后输送至UPS控制器；所述第二蓄电池连接UPS控制器的正负端子，UPS控制器通过正负端子用220V交流电为第二蓄电池充电，充满自动断开，并且UPS控制器将所供电源统一逆变成12V电流为多通道微电脑数据采集模块与无线中继通讯模块供电；
所述多通道微电脑数据采集模块包括自动定时控制开关、微电脑数据采集仪、若干温度探头和现场监控***，所述自动定时控制开关用以定时控制仪器电流的供给；所述温度探头与现场监控***分别传输电阻信号与视频信号至微电脑数据采集仪，微电脑数据采集仪实时存储所接收信号，然后再将数据传输至无线中继通讯模块；
所述无线中继通讯模块包括CDMA模块和室内分析预警***，所述CDMA将从微电脑数据采集仪接收的信号通过CDMA模块传输给指定上位机，通过安装于上位机上的室内分析预警***软件进行实时监控。
2.根据权利要求1所述的多源供电式混凝土温度智能监测***，其特征在于：所述第一蓄电池和第二蓄电池均采用12V40AH蓄电池，该蓄电池经为微电脑数据采集仪供电70个小时。
3.根据权利要求1所述的多源供电式混凝土温度智能监测***，其特征在于：所述UPS控制器采用12伏工频纯正弦波逆变器，其功率为1000W，UPS控制器分别与第二蓄电池、太阳能控制器和220V交流电连接；UPS控制器优先将220V交流电逆变为12V电源为多通道微电脑数据采集模块供电，同时为第二蓄电池充电并充满自停；在施工现场不方便接交流电源或施工浇筑需要临时切断交流电源时，UPS控制器自动切换到使用第一蓄电池供电，在长期切断交流电源，并且施工现场因雾霾或持续阴雨天导致太阳能蓄电池供电不足时，UPS控制器自动切换至第二蓄电池作为备用电池供电。
4.根据权利要求1所述的多源供电式混凝土温度智能监测***，其特征在于：所述220V交流电与UPS控制器之间，以及UPS控制器与微电脑数据采集仪之间均设有断电报警器，采用移动数据卡发送信号，当断电时立即向监控人员手机发送短信提示。
5.根据权利要求1所述的多源供电式混凝土温度智能监测***，其特征在于：所述太阳能板的尺寸为1580×800×40mm，通过太能控制器对第一蓄电池进行充电，第一蓄电池对UPS控制器进行供电。
6.根据权利要求1所述的一种多源供电式混凝土温度智能监测***，其特征在于：所述自动定时控制开关为微电脑数据采集仪的供电进行定时开关；所述微电脑数据采集仪的核心为树莓派，并采用树莓派***专用现场监控***，将实时现场情况传输至监控室。
7.根据权利要求1所述的多源供电式混凝土温度智能监测***，其特征在于，所述上位机采用PC，上位机中安有室内分析预警***，温度预警采用自编matlab程序分析采集数据，并画出温度曲线，温度超出温控标准时，实时报警，由分析人员反馈给施工单位，以便采取相应温控措施。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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Effective date of registration: 20180531 Address after: No. 8, West Road, Buddha city, Jiangning District, Nanjing, Jiangsu Applicant after: Hohai University Applicant after: Jinhua port and navigation administration Address before: No. 8, West Road, Buddha city, Jiangning District, Nanjing, Jiangsu Applicant before: Hohai University |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20170531 |