CN207037485U - 一种深基坑降排水监测模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种深基坑降排水监测模块，包括主控制器、GPRS通信模块和数字输出模块；主控制器选用STM32系列32位ARM微控制器，主控制器的21脚接数字输入信号水位传感器，接收水位传感器发送的状态信号；主控制器的30脚、31脚接GPRS通信模块的29、30脚，通过UART口将采集的水位状态数据发送给GPRS通信模块；GPRS通信模块采用中兴通讯的GSM850/EGSM900/DCS1800/PCS1900四频工业模块MG2639。本实用新型保持坑内水位在安全高度，为施工安全提供保证；自动监控基坑内水位的变化，为隐患提供灯闪或声鸣报警手段；自动控制水泵工作进行排水工作，减少人工成本和巡查人员的安全事故。

Description

一种深基坑降排水监测模块

技术领域

本实用新型属于监测技术领域，具体涉及一种深基坑降排水监测模块。

背景技术

近年来，基坑工程向大深度、大面积发展，面临的地下水问题也越来越严重，特别是深基坑开挖面下部的承压水会引起坑底***、底板涂涌等问题而导致基坑失稳，承压水的控制成了整个基坑工程能否顺利完成的关键。

为了保证施工过程的安全并确保工程质量，在基坑开挖过程中，必须有效治理地下水，通常治理地下水有两个方法，堵截地下水和降低地下水位。

目前，国内外堵截地下水的方法有钢板桩、地下连续墙、稀浆槽、夹心墙等。降低地下水位法应用于地下水位高于基坑底面的时候，常用的有：明沟排水和井点降水。井点降水法是在基坑四周埋设井点管，让地下水渗到井点管中，通过水泵抽水，直到地下水降到设计水位为止。井点法降水优点众多，适用于各种形状的基坑，能克服流砂，可以稳定 ，降水效果好，可以有效缩短工期，保证工程安全等等，故而应用广泛。

当前，基坑降水常常采取人工监测，利用水泵24小时排水的超降方法，造成人工监测存在较大误差、实时性差，特别是夜间复杂的现场环境对巡检人员的人身安全构成很大威胁，且超降排水不仅导致能耗较高，也存在极大的工程安全隐患。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种深基坑降排水监测模块，采用该监测模块，可以组建基于GPRS通信的无线监测网络，可实时监控深基坑内水位的变化，确保基坑内水位在安全高度，为施工安全提供保证，同时能减少人工成本、节约用电，降低自动排水施工难度，增强经济和社会效益。

技术方案：本实用新型所述的一种深基坑降排水监测模块，包括主控制器、GPRS通信模块和数字输出模块；

所述的主控制器选用STM32系列32位ARM微控制器，主控制器的21脚接数字输入信号水位传感器，接收水位传感器发送的状态信号；主控制器的30脚、31脚接GPRS通信模块的29、30脚，通过UART口将采集的水位状态数据发送给GPRS通信模块；

所述的GPRS通信模块采用中兴通讯的GSM850/EGSM900/DCS1800/PCS1900四频工业模块MG2639，GPRS通信模块的7脚RSSI_LED内部下拉，17脚与主控制器的27脚I/O口连接，24脚连接有低电平脉冲模块，29、30脚接主控制器的UART接口；

所述的数字输出模块的输入端与主控制器的25脚连接，输出端通过继电器与潜水泵连接；该数字输出模块包括相互并联连接的电阻R42和电阻R44，所述电阻R42另一端还连接有电阻R40和发光二极管LED6，所述电阻R44另一端连接有三极管Q8的基极，所述三极管Q8的发射极连接有电阻R52，所述三极管Q8的集电极还连接有电阻R42另一端。

进一步的，该监测模块通过GPRS通信方式将采集的水位状态数据发送到服务器，服务器端服务程序接受GPRS传递过来的采集数据，形成历史数据。

进一步的，所述GPRS通信模块的29、30脚接主控制器的UART接口，用于发送AT指令、传输数据业务、升级模块软件，通信速率设置为19200bps。

进一步的，所述低电平脉冲模块的持续时间2s~5s。

有益效果：本实用新型的效果和优点：

1.保持坑内水位在安全高度，为施工安全提供保证；

2.自动监控基坑内水位的变化，为隐患提供灯闪或声鸣报警手段；

3.自动控制水泵工作进行排水工作，减少人工成本和巡查人员的安全事故；

4.节约用电，减轻自动排水施工难度，节约施工成本，提高经济和社会效益。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例构成的监测***结构示意图；

图2为本实用新型的主控制器电路原理图；

图3为本实用新型的GPRS通信模块电路原理图；

图4为本实用新型的数字输出模块电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，为该深基坑降排水监测模块应用示意图，利用本专利模块可组成一个闭环控制***。在深基坑井内安装数字水位传感器和潜水泵。数字水位传感器连接到监测模块的数字输入口(Digital Input)，潜水泵通过继电器连接到监测模块的数字输出口(Digital Output)口。当基坑水位达到上阈值时，触发开关闭合操作，自动启动水泵抽水；当水位降到下阈值时，触发开关断开操作，水泵停止工作。当基坑水位持续超过设定的定时器计时后，进行灯控和声控报警。

本监测模块的进一步拓展应用：该监测模块可以通过GPRS通信方式将采集的水位状态数据发送到服务器，服务器端服务程序接受GPRS传递过来的采集数据，形成历史数据。可以对历史数据进行数据挖掘和分析，如水位动态分析、报警信息、水情预测等。

如图2所示，监测模块的主控制器选用STM32系列32位ARM微控制器，内核是Cortex-M3，最高工作频率是72MHz，支持单周期乘法和硬件除法功能。其中，21脚接数字输入信号，接收水位传感器发送的状态信号； 30、31脚接GPRS通信模块的29、30脚，通过UART口将采集的水位状态数据发送给GPRS模块。

如图3所示，为监测模块的无线通信数据收发模块，采用中兴通讯研制的GSM850/EGSM900/DCS1800/PCS1900四频工业模块MG2639，可实现无线数据高速传输。其中，7脚RSSI_LED内部下拉，为普通I/O，电流驱动能力较弱，此处，通过增加一个三极管S8050来驱动LED灯，起到网络信号指示的作用。17脚为复位管脚，需要拉低500ms可对MG2639进行复位，复位信号由主控制器的27脚I/O口发出。24脚为PWRKEY管脚，通过给一个持续时间2s~5s的低电平脉冲模块即可开机。29、30脚接主控制器的UART接口，用于发送AT指令、传输数据业务、升级模块软件等,通信速率设置为19200bps。

如图4所示，所述的数字输出模块的输入端与主控制器的25脚连接，输出端通过继电器与潜水泵连接，用以控制潜水泵停启；该数字输出模块包括相互并联连接的电阻R42和电阻R44，所述电阻R42另一端还连接有电阻R40和发光二极管LED6，所述电阻R44另一端连接有三极管Q8的基极，所述三极管Q8的发射极连接有电阻R52，所述三极管Q8的集电极还连接有电阻R42另一端。

本实用新型保持坑内水位在安全高度，为施工安全提供保证；自动监控基坑内水位的变化，为隐患提供灯闪或声鸣报警手段；自动控制水泵工作进行排水工作，减少人工成本和巡查人员的安全事故。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种深基坑降排水监测模块，其特征在于：包括主控制器、GPRS通信模块和数字输出模块；

所述的主控制器选用STM32系列32位ARM微控制器，主控制器的21脚接数字输入信号水位传感器，接收水位传感器发送的状态信号；主控制器的30脚、31脚接GPRS通信模块的29、30脚，通过UART口将采集的水位状态数据发送给GPRS通信模块；

所述的GPRS通信模块采用中兴通讯的GSM850/EGSM900/DCS1800/PCS1900四频工业模块MG2639，GPRS通信模块的7脚RSSI_LED内部下拉，17脚与主控制器的27脚I/O口连接，24脚连接有低电平脉冲模块，29、30脚接主控制器的UART接口；

所述的数字输出模块的输入端与主控制器的25脚连接，输出端通过继电器与潜水泵连接；该数字输出模块包括相互并联连接的电阻R42和电阻R44，所述电阻R42另一端还连接有电阻R40和发光二极管LED6，所述电阻R44另一端连接有三极管Q8的基极，所述三极管Q8的发射极连接有电阻R52，所述三极管Q8的集电极还连接有电阻R42另一端。

2.根据权利要求1所述的一种深基坑降排水监测模块，其特征在于：该监测模块通过GPRS通信方式将采集的水位状态数据发送到服务器。

3.根据权利要求1所述的一种深基坑降排水监测模块，其特征在于：所述GPRS通信模块的29、30脚接主控制器的UART接口，通信速率设置为19200bps。

4.根据权利要求1所述的一种深基坑降排水监测模块，其特征在于：所述低电平脉冲模块的持续时间2s～5s。