CN106871960A - 一种建筑智能无线监测***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建筑智能无线监测***及方法，包括有光学监测模块、传感器监测模块、视频监测模块、变频采集模块、唤醒电路、无线传输模块和数据处理模块。本发明通过数据处理模块对光学监测模块、传感器监测模块、视频监测模块的变频采集，以单点控制的方式实现三种测量模式的融合，控制方式可灵活设置，实现对现场施工过程的精确匹配，提高监测***数据分析的准确性；同时通过无线传输模块实现数据的无线传输，减少***安装时的布线工作，并通过数据缓存保证数据传输的完整性。本发明作为一种建筑智能无线监测***及方法可广泛应用于建筑安全监测领域。
Description
技术领域
本发明涉及建筑安全监测领域，尤其是一种建筑智能无线监测***及方法。
背景技术
根据住建部规定，危险性较大的分部分项工程需编制专项方案，专项方案应包含施工安全监测和监控，例如模板工程及支撑体系、起重吊装及安装拆卸工程、脚手架工程、拆除***工程、建筑幕墙安装工程和钢结构、网架和索膜结构安装工程等。
上述项目危险性包括：(1)工期较短，重视程度低：该类工程施工周期短，短至几小时，长至 2～3天即可完成，现场施工往往不太重视该类工程。(2)环境复杂，影响因素多：该类工程影响因素较多，荷载、支撑体系、作业方法、外部环境均为安全影响因素。(3)事故征兆少，应急时间短：该类工程事故发生前，未有较大明显事故征兆，当工程事故发生时，无法有效采取应急逃生措施。(4)逃生率低，容易群死群伤：因环境复杂，应急时间少，作业人员在事故发生中逃生率极低，而该类工程往往汇聚量作业人员，容易造成群死群伤重大安全事故。
对于上述危险性较大的工程，现行的具体实施的规范基本空白，监测参数、监测设备、测点布设原则及监测频率等均未有明确规定，现场监测大部分由施工单位自行完成，各单位基本按自身经验进行实施，没有统一标准，甚至部分工程完全不实施监测。
并且现有的监测技术手段存在诸多缺陷，例如传统的光学仪器监测受限于较低的人工监测频率，传感器的分散程度导致布线复杂、故障率高，而工程中根据以往经验采用的不同的监测仪器导致监测参数不完整，监测结果与实际情况不符；由于某些工程部分因建筑物本身施工区域较为封闭及偏僻，存在网络信号不佳情况，无法及时完成监测作业；现有监测模式中各监测模块的监测频率一定，并且受到同一控制，在某个监测模块受外界条件的影响下导致整个监测***的各监测模块需要重新采集数据或者放弃使用，因此无法根据工程施工的具体情况灵活操作，导致资源浪费和监测分析结果的不稳定。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是：提供一种建筑工程施工过程中根据具体施工情况实现的智能无线监测***。
为了解决上述技术问题，本发明的另一目的是：提供一种建筑工程施工过程中根据具体施工情况实现的智能无线监测方法。
本发明所采用的技术方案是：一种建筑智能无线监测***，包括有光学监测模块、传感器监测模块、视频监测模块、变频采集模块、唤醒电路、无线传输模块和数据处理模块，所述光学监测模块、传感器监测模块和视频监测模块的输出端均连接至变频采集模块的数据输入端，所述唤醒电路的输出端连接至变频采集模块的复位端，所述变频采集模块与无线传输模块连接，所述无线传输模块的输出端连接至唤醒电路的输入端，所述无线传输模块与数据处理模块连接。
进一步，所述光学监测模块、传感器监测模块和视频监测模块的输出端分别连接至变频采集模块数据输入端的不同采集端口。
进一步，所述光学监测模块包括有自动全站仪，所述传感器监测模块包括有倾角仪和轴力计，所述视频监测模块包括有摄像头。
进一步，所述数据处理模块内设置有施工阶段识别子模块。
进一步，所述变频采集模块内设置有数据缓存模块。
进一步，还包括有预警电路，所述数据处理模块与预警电路连接。
进一步，所述预警电路包括有警报指示灯和短信发送模块。
本发明所采用的另一技术方案是：一种建筑智能无线监测方法，包括有以下步骤：
数据处理模块根据当前工程施工阶段，通过无线传输模块发出唤醒信号和数据采集信号，所述数据采集信号包括有采集时间段、采集数据类型和采集频率；
唤醒电路根据接收到的唤醒信号启动变频采集电路；
变频采集电路根据数据采集信号采集相应的数据，并通过无线传输模块发送至数据处理模块，然后关闭变频采集电路。
进一步，若变频采集电路通过无线传输模块发送数据失败，则将采集到的信号存储至数据缓存模块，关闭变频采集电路，并在下一次唤醒电路启动变频采集电路时将数据缓存模块的数据通过无线传输模块发送至数据处理模块，若发送成功则清空数据缓存模块。
进一步，所述工程施工阶段包括有预压阶段、浇筑阶段和初凝阶段；所述采集时间段处于预压阶段时，采集频率为10分钟/次；所述采集时间段处于浇筑阶段以及初凝阶段第一个小时内时，采集频率为1-5秒/次；所述采集时间段处于初凝阶段第一个小时之后时，采集频率为5分钟/次。
本发明的有益效果是：本发明***通过光学监测模块、传感器监测模块、视频监测模块以及数据处理模块对三种监测模块的变频采集，以单点控制的方式实现三种测量模式的融合，控制方式可灵活设置，实现对现场施工过程的精确匹配，提高监测***数据分析的准确性；同时通过无线传输模块实现数据的无线传输，减少***安装时的布线工作，并通过数据缓存保证数据传输的完整性。
本发明的另一有益效果是：本发明方法通过数据处理模块对光学监测模块、传感器监测模块、视频监测模块变频采集，以单点控制的方式实现三种测量模式的融合，控制方式可灵活设置，实现对现场施工过程的精确匹配，提高监测***数据分析的准确性；同时通过无线传输模块实现数据的无线传输，减少***安装时的布线工作，并通过数据缓存保证数据传输的完整性。
附图说明
图1为本发明***的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
参照图1，一种建筑智能无线监测***，包括有光学监测模块、传感器监测模块、视频监测模块、变频采集模块、唤醒电路、无线传输模块和数据处理模块，所述光学监测模块、传感器监测模块和视频监测模块的输出端均连接至变频采集模块的数据输入端，所述唤醒电路的输出端连接至变频采集模块的复位端，所述变频采集模块与无线传输模块连接，所述无线传输模块的输出端连接至唤醒电路的输入端，所述无线传输模块与数据处理模块连接。
进一步作为优选的实施方式，所述光学监测模块、传感器监测模块和视频监测模块的输出端分别连接至变频采集模块数据输入端的不同采集端口，所述变频采集模块可控制不同的采集端口独立进行数据采集。
所述数据处理模块是该***的控制中心，可通过数据处理模块中设置的软件监测平台管理设置于施工现场的各监测模块、发送指令信号、接收并处理上传数据、生成和导出数据报表等。
进一步作为优选的实施方式，所述光学监测模块包括有自动全站仪，所述传感器监测模块包括有倾角仪、轴力计和位移计，所述视频监测模块包括有摄像头。
通过自动全站仪及位移计，可监测水平位移和竖向位移数据，倾角仪和轴力计分别监测倾斜度和轴力，所述视频监测模块可实时拍摄现场画面。
进一步作为优选的实施方式，所述变频采集模块内设置有数据缓存模块。
由于视频监测产生的数据量大且冗余度高，因此本发明***中通过设置数据缓存模块，只保存最近一定时间内的视频数据，且能配合预警电路实现在分析数据存在异常时才传输视频数据进行进一步的分析；同时，对于本***中设置于较为封闭及偏僻施工区域的部分，采集数据的数据传输可能受到网络状况的影响，为了避免数据丢失，因此采用数据缓存模块缓存未成功上传的数据。
进一步作为优选的实施方式，所述数据处理模块内设置有施工阶段识别子模块。
本发明***通过施工阶段识别子模块可得到各施工阶段与时间的对应关系，并根据施工阶段的不同施工特性，设置相应的监控力度，并根据设备续航能力采用相应的监测频率。
由于本发明采用变频采集的模式，因此***产生的功耗较大，进一步作为优选的实施方式，为了进一步增强设备的续航能力，所述变频采集模块包括有处理芯片、内部高频晶振、切换开关和外部低频晶振，所述光学监测模块、传感器监测模块和视频监测模块的输出端均连接至处理芯片的数据输入端，所述处理芯片与无线传输模块连接，所述处理芯片通过切换开关分别连接内部高频晶振和外部低频晶振，所述唤醒电路的输出端连接至处理芯片的复位端。
上述内部高频晶振和外部低频晶振的工作频率分别为24.5MHz和32kHz，当变频采集模块接收到唤醒电路的唤醒信号时，由32kHz的外部低频晶振切换为24.5MHz的内部高频晶振工作，并根据无线传输模块的信号进行数据采集，采集完将数据通过无线传输模块发送至数据处理模块，并切换回32kHz的外部低频晶振工作，等待唤醒电路发出的下一个唤醒信号，在电路被唤醒前实现超低功耗的待机，提高***的续航时间；***在未唤醒时的平均电流约为72uA,一块容量为5000mAh的锂电池,按照有效容量为3000mAh计算,可以待机1736天,大概时间为4.5年。
进一步作为优选的实施方式，还包括有预警电路，所述数据处理模块与预警电路连接。
进一步作为优选的实施方式，所述预警电路包括有警报指示灯和短信发送模块。
预警电路不仅在分析数据存在异常时通过数据处理模块和无线传输模块向变频采集模块发出采集视频信号的指令，同时还通过警报指示灯和短信发送模块分别提示现场管理人员和远程管理人员，保证异常情况得到实时处理。
一种建筑智能无线监测方法，包括有以下步骤：
数据处理模块根据当前工程施工阶段，通过无线传输模块发出唤醒信号和数据采集信号，所述数据采集信号包括有采集时间段、采集数据类型和采集频率；
唤醒电路根据接收到的唤醒信号启动变频采集电路；
变频采集电路根据数据采集信号采集相应的数据，并通过无线传输模块发送至数据处理模块，然后关闭变频采集电路。
进一步作为优选的实施方式，若变频采集电路通过无线传输模块发送数据失败，则将采集到的信号存储至数据缓存模块，关闭变频采集电路，并在下一次唤醒电路启动变频采集电路时将数据缓存模块的数据通过无线传输模块发送至数据处理模块，若发送成功则清空数据缓存模块。
进一步作为优选的实施方式，由于视频监测产生的数据量大且冗余度高，因此本发明方法通过预警电路、数据处理模块和无线传输模块向变频采集模块发出采集视频信号的指令，同时还通过警报指示灯和短信发送模块分别提示现场管理人员和远程管理人员，保证异常情况得到实时处理。
现有的传感器监测模式监测频率通常为恒定的，无法根据不同的工程、施工阶段进行灵活地控制；本发明方法中数据采集信号包括有采集时间段、采集数据类型和采集频率，通过对上述数据的灵活设置，各采集监测模块按照固定间隔的采集时刻序列或分散的时刻组合序列或组合式的模式。例如可以设置0：00：00开始至23：59：59秒开始，每隔1s采集一次自动全站仪数据；也可以设置0:00：00至08：00：00之间，每隔1s一次倾角仪和轴力计数据；08：00：01至10：00：00不采集任何数据；10：00：01至23：59：59，每隔5s采集一次自动全站仪、倾角仪和轴力计数据；也可以某几个固定时间点采集需要的监测模块数据。通过在设定采集时间段、采集数据类型和采集频率，从而实现变频控制，能够与现场施工过程进行更加有效匹配。
进一步作为优选的实施方式，以高支模施工为例，其工程施工阶段包括有预压阶段、浇筑阶段和初凝阶段；所述采集时间段处于预压阶段时，采集频率为10分钟/次；所述采集时间段处于浇筑阶段以及初凝阶段第一个小时内时，采集频率为1-5秒/次；所述采集时间段处于初凝阶段第一个小时之后时，采集频率为5分钟/次。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可以作出种种的等同变换或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种建筑智能无线监测***，其特征在于：包括有光学监测模块、传感器监测模块、视频监测模块、变频采集模块、唤醒电路、无线传输模块和数据处理模块，所述光学监测模块、传感器监测模块和视频监测模块的输出端均连接至变频采集模块的数据输入端，所述唤醒电路的输出端连接至变频采集模块的复位端，所述变频采集模块与无线传输模块连接，所述无线传输模块的输出端连接至唤醒电路的输入端，所述无线传输模块与数据处理模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种建筑智能无线监测***，其特征在于：所述光学监测模块、传感器监测模块和视频监测模块的输出端分别连接至变频采集模块数据输入端的不同采集端口。
3.根据权利要求1或2所述的一种建筑智能无线监测***，其特征在于：所述光学监测模块包括有自动全站仪，所述传感器监测模块包括有倾角仪、轴力计和位移计，所述视频监测模块包括有摄像头。
4.根据权利要求1所述的一种建筑智能无线监测***，其特征在于：所述数据处理模块内设置有施工阶段识别子模块。
5.根据权利要求1所述的一种建筑智能无线监测***，其特征在于：所述变频采集模块内设置有数据缓存模块。
6.根据权利要求1所述的一种建筑智能无线监测***，其特征在于：还包括有预警电路，所述数据处理模块与预警电路连接。
7.根据权利要求1所述的一种建筑智能无线监测***，其特征在于：所述预警电路包括有警报指示灯和短信发送模块。
8.一种建筑智能无线监测方法，其特征在于，包括有以下步骤：
数据处理模块根据当前工程施工阶段，通过无线传输模块发出唤醒信号和数据采集信号，所述数据采集信号包括有采集时间段、采集数据类型和采集频率；
唤醒电路根据接收到的唤醒信号启动变频采集电路；
变频采集电路根据数据采集信号采集相应的数据，并通过无线传输模块发送至数据处理模块，然后关闭变频采集电路。
9.根据权利要求8所述的一种建筑智能无线监测方法，其特征在于：若变频采集电路通过无线传输模块发送数据失败，则将采集到的信号存储至数据缓存模块，关闭变频采集电路，并在下一次唤醒电路启动变频采集电路时将数据缓存模块的数据通过无线传输模块发送至数据处理模块，若发送成功则清空数据缓存模块。
10.根据权利要求8所述的一种建筑智能无线监测方法，其特征在于：所述工程施工阶段包括有预压阶段、浇筑阶段和初凝阶段；所述采集时间段处于预压阶段时，采集频率为10分钟/次；所述采集时间段处于浇筑阶段以及初凝阶段第一个小时内时，采集频率为1-5秒/次；所述采集时间段处于初凝阶段第一个小时之后时，采集频率为5分钟/次。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Effective date of registration: 20210201 Address after: 510000 No. 5 Lane three North Lane, Yuexiu District Temple Road, Guangzhou, Guangdong Applicant after: Guangzhou Guangjian Construction Engineering Testing Center Co.,Ltd. Applicant after: BEIJING LRK SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 510600 No.5, Lane 3, North 1st Street, siyouxin Road, Yuexiu District, Guangzhou City, Guangdong Province Applicant before: GUANGZHOU CONSTRUCTION QUALITY & SAFETY TESTING CENTER Applicant before: BEIJING LRK SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170620 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |