CN111765865A - 隧道自动化监测*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了隧道自动化监测***，属于隧道施工监测技术领域。该隧道自动化监测***包括采集模块、GPRS传输模块、GSM基站、服务器和控制模块。所述采集模块包括采集仪和传感器，所述采集仪与所述传感器之间通过连接线电性连接，所述GPRS传输模块与采集仪之间电性连接，所述GSM基站与所述GPRS传输模块之间通过广域网信号连接，所述服务器与所述GSM基站电性连接，所述控制模块包括主机和显示模块，所述主机与所述服务器电性连接，所述显示模块与所述主机电性连接。本发明在铁路运营过程中可以远距离对隧道地基进行时时监控和自动化观测，提高监测的精准度，从而满足铁路运营安全的需要。

Description

隧道自动化监测***

技术领域

本发明涉及隧道施工监测技术领域，具体而言，涉及隧道自动化监测***。

背景技术

施工监测是指在建构筑物施工过程中，采用监测仪器对关键部位各项控制指标进行监测的技术手段，在监测值接近控制值时发出报警，用来保证施工的安全性，也可用于检查施工过程是否合理。施工监测是一项集测试、计算、分析、决策于一体的智能行为，必须有完善的组织保证。同时，施工工作是一项***工程，需要由参建各方(监测单位、施工、监理、设计、业主)共同完成。

目前，现有的隧道自动化监测***，鉴于铁路设有封闭网，作业时间只能在铁路“天窗”点内完成，无法完成对隧道地基进行时时监测，从而影响铁路运营的安全性。

发明内容

为了弥补以上不足，本发明提供了隧道自动化监测***，旨在改善隧道自动化监测***，无法完成对线路进行时时监测，影响铁路运营的安全性的问题。

本发明是这样实现的：

本发明提供隧道自动化监测***，包括采集模块、GPRS传输模块、GSM基站、服务器和控制模块。

所述采集模块包括采集仪和传感器，所述采集仪与所述传感器之间通过连接线电性连接，所述GPRS传输模块与采集仪之间电性连接，所述GSM基站与所述GPRS传输模块之间通过广域网信号连接，所述服务器与所述GSM基站电性连接，所述控制模块包括主机和显示模块，所述主机与所述服务器电性连接，所述显示模块与所述主机电性连接。

在本发明的一种实施例中，所述采集仪由多个采集单元构成，所述传感器与采集单元一一对应设置。

在本发明的一种实施例中，所述GSM基站由交换网路子***、无线基站子***和移动台三大部分组成，其中交换网路子***和无线基站子***之间的接口为"A“接口，BSS与MS之间的接口为”Um“接口。

在本发明的一种实施例中，所述GSM基站的端口通过通信光缆或网线其中一种与所述服务器电性连接。

在本发明的一种实施例中，所述服务器与所述主机之间通过传输单元连接。

在本发明的一种实施例中，所述传输单元包括光纤和路由器，所述光纤的端口与所述服务器的端口连接，所述路由器的端口通过网线与所述光纤的端口连接。

在本发明的一种实施例中，所述主机通过无线接收器或网线其中一种与路由器连接。

在本发明的一种实施例中，所述显示模块为液晶模块，所述显示模块由LCD屏、LED背光板、PCB板和显示框架构成。

在本发明的一种实施例中，所述控制模块还包括键盘和鼠标，所述键盘和鼠标均与所述主机电性连接。

在本发明的一种实施例中，所述采集仪和所述GPRS传输模块均电性连接有电源模块。

本发明的有益效果是：本发明通过上述设计得到的隧道自动化监测***，使用时，将静力水准仪安装在隧道施工地基不同位置，并通过通液管进行连通并对静力水准仪进行平衡调节，这时将传感器安装到静力水准仪的内部，然后传感器对静力水准仪的内部液位进行时时检测，并通过采集仪将所得到的液位信号传输给GPRS传输模块，这时GPRS传输模块利用广域网将采集的信号发送给GSM基站，GSM基站转发给服务器，然后服务器通过传输单元将信号传输给主机并通过显示模块进行显示，这样就可以在铁路运营过程中完成远离的时时监控和自动化观测，从而满足铁路运营安全的需要。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施方式提供的隧道自动化监测***模块结构框图；

图2为本发明实施方式提供的隧道自动化监测***采集模块框图；

图3为本发明实施方式提供的隧道自动化监测***控制模块框图；

图4为本发明实施方式提供的隧道自动化监测***传输单元框图；

图5为本发明实施方式提供的隧道自动化监测***静力水准***结构图；

图6为本发明实施方式提供的隧道自动化监测***静力水准***工作原理图一；

图7为本发明实施方式提供的隧道自动化监测***静力水准***工作原理图二。

图中：100-采集模块；110-采集仪；120-传感器；200-GPRS传输模块；300-广域网；400-GSM基站；500-服务器；600-控制模块；610-主机；620-显示模块；630-键盘；640-鼠标；700-电源模块；800-传输单元；810-光纤；820-路由器。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：隧道自动化监测***，包括采集模块100、GPRS传输模块200、GSM基站400、服务器500和控制模块600。

所述GPRS传输模块200与采集模块100电性连接，用于对采集的信号进行时时传送，GSM基站400通过广域网300与GPRS传输模块200信号连接，用于对接收的信号进行转发，服务器500与GSM基站400电性连接，用于对接收的信号进一步进行转发，控制模块600通过传输单元800与服务器500电性连接，用于对接收的信号进行显示和时时监测。

请参阅图1和图2，所述采集模块100包括采集仪110和传感器120，所述采集仪110与所述传感器120之间通过连接线电性连接；所述采集仪110由多个采集单元构成，所述传感器120与采集单元一一对应设置，通过多个采集单元和传感器120的设置，可以方便在隧道施工时，对不同的地基位置的下陷情况进行时时的检测，有利于后期更好的进行施工操作。

请参阅图1，所述GPRS传输模块200与采集仪110之间电性连接；GPRS传输模块200，采用高性能工业级无线模块及嵌入式处理器，以实时操作***作为软件支撑平台，内嵌自主知识产权的TCP/IP协议，为用户提供高速，稳定可靠，永远在线的透明数据传输通道。

请参阅图1，所述GSM基站400与所述GPRS传输模块200之间通过广域网300信号连接；所述GSM基站400由交换网路子***、无线基站子***和移动台三大部分组成，其中交换网路子***和无线基站子***之间的接口为"A“接口，BSS与MS之间的接口为”Um“接口；

广域网300，又称外网、公网。是连接不同地区局域网或城域网计算机通信的远程网。通常跨接很大的物理范围，所覆盖的范围从几十公里到几千公里，它能连接多个地区、城市和国家，或横跨几个洲并能提供远距离通信，形成国际性的远程网络。

GSM基站400赋予基站的无线组网特性使基站的实现形式可以多种多样，有宏蜂窝、微蜂窝、微微蜂窝及室内、室外型基站，无线频率资源的限制又使人们更充分地发展着基站的不同应用形来增强覆盖，吸收话务--远端TRX、分布天线***、通信光缆分路***、直放站，方便对信号进行远距离的传输。

请参阅图1，所述服务器500与所述GSM基站400电性连接；所述GSM基站400的端口通过通信光缆或网线其中一种与所述服务器500电性连接，这样可以根据具体的施工要求选择合理连接方式，既可以方便提高工作效率，又有利于节约成本。

请参阅图1、图3和图4，所述控制模块600包括主机610和显示模块620，所述主机610与所述服务器500电性连接，所述显示模块620与所述主机610电性连接。

所述服务器500与所述主机610之间通过传输单元800连接；所述传输单元800包括光纤810和路由器820，所述光纤810的端口与所述服务器500的端口连接，所述路由器820的端口通过网线与所述光纤810的端口连接；所述主机610通过无线接收器或网线其中一种与路由器820连接，这样的设置可以将通过传感器120所得到隧道地基下陷信号进行传输，方便通过显示模块620完成对隧道施工的监测，确保施工的安全性。

所述显示模块620为液晶模块，所述显示模块620由LCD屏、LED背光板、PCB板和显示框架构成；所述控制模块600还包括键盘630和鼠标640，所述键盘630和鼠标640均与所述主机610电性连接，通过键盘630和鼠标640的设置，可以方便对显示模块620进行操作；所述采集仪110和所述GPRS传输模块200均电性连接有电源模块700。

这里的电源模块700是可以直接贴装在印刷电路板上的电源供应器，其特点是可为专用集成电路、数字信号处理器、微处理器、存储器、现场可编程门阵列及其他数字或模拟负载提供供电。一般来说，这类模块称为负载点电源供应***或使用点电源供应*** 。由于模块式结构的优点甚多，因此模块电源广泛用于交换设备、接入设备、移动通讯、微波通讯以及光传输等通信领域和汽车电子、航空航天等。

根据图5所示为静力水准仪两种不同安装方式，一种是测墩式安装，另一种是墙壁式安装，这里传感器120安装在静力水准仪的内部，静力水准仪之间通过通液管进行连通，形成一个类似的连通器结构，同时这里的传感器120通过导线与采集仪110电性连接。

根据图6所表示的意思为静力水准仪安装在隧道不同位置以后，通过外部设备将其调节平衡，使静力水准仪内部的液位处于同一个大地水准面上，此时每一容器的液位由传感器120测出即初始液位值。

根据图7所表示的意思为地基发生变化时，静力水准仪自然会跟随发生变化，这时在静力水准的内部液体就会产生不同的液位高度，这里我们可以选取其中一个静力水准仪的液位作为基准点，通过其他静力水准仪内部的液位与该静力水准仪内部的液位差来判断，该点的地基是否处于下沉或上升，这样通过传感器120对得到信号进行时时传送，就可以完成隧道施工地基不同点位的情况，从而方便进行更好的施工操作。

具体的，该隧道自动化监测***的工作原理：使用时，将静力水准仪安装在隧道施工地基不同位置，并通过通液管进行连通并对静力水准仪进行平衡调节，这时将传感器120安装到静力水准仪的内部，然后传感器120对静力水准仪的内部液位进行时时检测，并通过采集仪110将所得到的液位信号传输给GPRS传输模块200，这时GPRS传输模块200利用广域网300将采集的信号发送给GSM基站400，GSM基站400转发给服务器500，然后服务器500通过传输单元800将信号传输给主机610并通过显示模块620进行显示，这样就可以在铁路运营过程中完成远离的时时监控和自动化观测，从而满足铁路运营安全的需要。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.隧道自动化监测***，其特征在于，包括

采集模块（100），所述采集模块（100）包括采集仪（110）和传感器（120），所述采集仪（110）与所述传感器（120）之间通过连接线电性连接；

GPRS传输模块（200），所述GPRS传输模块（200）与采集仪（110）之间电性连接；

GSM基站（400），所述GSM基站（400）与所述GPRS传输模块（200）之间通过广域网（300）信号连接；

服务器（500），所述服务器（500）与所述GSM基站（400）电性连接；

控制模块（600），所述控制模块（600）包括主机（610）和显示模块（620），所述主机（610）与所述服务器（500）电性连接，所述显示模块（620）与所述主机（610）电性连接。

2.根据权利要求1所述的隧道自动化监测***，其特征在于，所述采集仪（110）由多个采集单元构成，所述传感器（120）与采集单元一一对应设置。

3.根据权利要求1所述的隧道自动化监测***，其特征在于，所述GSM基站（400）由交换网路子***、无线基站子***和移动台三大部分组成，其中交换网路子***和无线基站子***之间的接口为"A“接口，BSS与MS之间的接口为”Um“接口。

4.根据权利要求1所述的隧道自动化监测***，其特征在于，所述GSM基站（400）的端口通过通信光缆或网线其中一种与所述服务器（500）电性连接。

5.根据权利要求1所述的隧道自动化监测***，其特征在于，所述服务器（500）与所述主机（610）之间通过传输单元（800）连接。

6.根据权利要求5所述的隧道自动化监测***，其特征在于，所述传输单元（800）包括光纤（810）和路由器（820），所述光纤（810）的端口与所述服务器（500）的端口连接，所述路由器（820）的端口通过网线与所述光纤（810）的端口连接。

7.根据权利要求6所述的隧道自动化监测***，其特征在于，所述主机（610）通过无线接收器或网线其中一种与路由器（820）连接。

8.根据权利要求1所述的隧道自动化监测***，其特征在于，所述显示模块（620）为液晶模块，所述显示模块（620）由LCD屏、LED背光板、PCB板和显示框架构成。

9.根据权利要求1所述的隧道自动化监测***，其特征在于，所述控制模块（600）还包括键盘（630）和鼠标（640），所述键盘（630）和鼠标（640）均与所述主机（610）电性连接。

10.根据权利要求1所述的隧道自动化监测***，其特征在于，所述采集仪（110）和所述GPRS传输模块（200）均电性连接有电源模块（700）。

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