CN210513018U - 一种无线裂缝监测仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种无线裂缝监测仪，其监测主机内集成有主板、激光位移传感器、电池和通信模块，监测主机外置一通讯天线和一激光反光板，监测主机和激光反光板分别置于裂缝两侧，激光位移传感器采用高精度微距激光传感器，激光从发射窗射出跨过裂缝经激光反光板反射，然后经接收窗接收信号，激光位移传感器固定接受角度为α的反射光，主板根据光线在CCD上的落点位置、发射接收窗的距离和角度α以及三角公式计算激光位移传感器和激光反光板的距离，将计算结果经通信模块、通讯天线传输到网络后台和发送短信到指定号码的手机上。本实用新型采用无线通讯，无需布线，安装施工方便对文物影响小，且可以实现裂缝的实时测量采集。
Description
技术领域
本实用新型涉及文物裂缝监测领域，具体涉及一种无线裂缝监测仪。
背景技术
传统的文物裂缝监测大多采用安装裂缝十字标尺定期人工巡检抄数或使用塞尺测量等方式，费时费力，不能及时发现裂缝的变化和发展趋势；也有桥梁建筑裂缝监测设备用到文物监测上的，大都需要布线和供电，对文物造成一定的破坏。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提供了一种无线裂缝监测仪，采用激光测距，GPRS/4G无线通讯，短信通信技术实现裂缝位移的非接触式测量和数据无线通讯，解决古建遗址墓葬等文物上的裂缝监测问题。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
一种无线裂缝监测仪，包括监测主机，监测主机内集成有主板、激光位移传感器、电池和通信模块，监测主机外置一通讯天线和一激光反光板，监测主机和激光反光板分别置于裂缝两侧，激光位移传感器采用高精度微距激光传感器，激光从发射窗射出跨过裂缝经激光反光板反射，然后经接收窗接收信号，激光位移传感器固定接受角度为α的反射光，主板根据光线在CCD上的落点位置、发射接收窗的距离和角度α以及三角公式计算激光位移传感器和激光反光板的距离，将计算结果经通信模块、通讯天线传输到网络后台和发送短信到指定号码的手机上。
进一步地，所述主板采用STC15W408采集板；所述通讯天线采用GSM胶棒或GSM吸盘天线；所述激光位移传感器采用松下神视HG-C1100；
进一步地，所述通信模块采用4G和GPRS通信，设备安装时内置一张SIM卡，监测主机定时启动采集数据，采集时间可预设可调整，采集到的数据做滤波纠错处理后经4G或GPRS网络传输到网络后台和发送短信到指定号码的手机上，可以设置多台手机，采集通信任务结束后切断外设电源CPU亦进入休眠状态以节省电力。
进一步地，所述电池采用低自放电率的大容量锂亚电池供电，集成电源管理***，可控制激光位移传感器及通信模块的电源。
进一步地，所述监测主机上集成有一低功耗段码液晶显示器，供调试使用，调试结束后液晶自动关闭以节省电力，监测主机上设有调试按键，按键后打开液晶显示屏进入调试模式。
本实用新型结构紧凑，重量轻，采用电池供电，低功耗，采用无线通讯，无需布线，安装施工方便对文物影响小，且可以实现裂缝的实时测量采集，正常情况下每日生成一条含24组数据的汇报短信，数据异常时可生成告警短信，在非采集通信时间，设备进入低功耗休眠状态，休眠电流小于10微安，采用低自放电大容量锂亚电池，可以可靠工作一年以上。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图。
图2为本实用新型实施例中的通信电路。
图3为本实用新型实施例中的通信板电源电路。
图4为本实用新型实施例中的接口电路。
图5为本实用新型实施例中的SIM卡电路。
图6为本实用新型实施例中的SIM卡保护电路。
图7为本实用新型实施例中的采集板电路。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1所示，本实用新型实施例提供了一种无线裂缝监测仪，包括监测主机，监测主机内集成有主板、激光位移传感器、电池和通信模块，所述主板采用STC15W408采集板，所述激光位移传感器采用松下神视HG-C1100，所述电池采用低自放电率的大容量锂亚电池供电，集成电源管理***，可控制激光位移传感器及通信模块的电源，自身也可以进入休眠状态节省电力，亦可扩展外接太阳能电池板，内部更换可充电锂电池，实现更长时间的监测工作，在有太阳能充电条件下，采集周期可以修改短到每分钟或每秒一次。监测主机外置一通讯天线和一激光反光板，所述通讯天线采用GSM胶棒或GSM吸盘天线；监测主机和激光反光板分别置于裂缝两侧，激光位移传感器采用高精度微距激光传感器，激光从发射窗射出跨过裂缝经激光反光板反射，然后经接收窗接收信号，激光位移传感器固定接受角度为α的反射光，主板根据光线在CCD上的落点位置、发射接收窗的距离和角度α以及三角公式计算激光位移传感器和激光反光板的距离，将计算结果经通信模块、通讯天线传输到网络后台和发送短信到指定号码的手机上。这种采集方式优点是精度高，数据准确波动小，缺点是测量范围窄有近盲区和远盲区，特别适合小位移小变化的精准测量。
本实施例中，所述通信模块采用SIM900A通信板，采用4G和GPRS通信，设备安装时内置一张SIM卡，监测主机定时启动采集数据，采集时间可预设可调整，采集到的数据做滤波纠错处理后经4G或GPRS网络传输到网络后台和发送短信到指定号码的手机上，可以设置多台手机，采集通信任务结束后切断外设电源CPU亦进入休眠状态以节省电力。
本实施例中，所述监测主机上集成有一低功耗段码液晶显示器，供调试使用，调试结束后液晶自动关闭以节省电力，监测主机上设有调试按键，按键后打开液晶显示屏进入调试模式。
值得注意的是，本实用新型具有本地数据EEPROM存储和导出功能，通信中断数据续传功能。所有监测数据和自身状态数据发送给服务器外，主板EEPROM中仍有备份，且具有导出功能，可以数据线连接导出到电脑上。因网络故障等原因导致的数据上传失败会在网络恢复后自动续传。
值得注意的是，本实用新型除了可以监测裂缝等位移数据外，还可扩展倾斜传感器采集倾斜数据，同时可以采集回传监测主机的主板温度，电池电压，所在位置的手机通信信号强度等相关信息。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种无线裂缝监测仪，包括监测主机，其特征在于：监测主机内集成有主板、激光位移传感器、电池和通信模块，监测主机外置一通讯天线和一激光反光板，监测主机和激光反光板分别置于裂缝两侧，激光位移传感器采用高精度微距激光传感器。
2.如权利要求1所述的一种无线裂缝监测仪，其特征在于：所述主板采用STC15W408采集板；所述通讯天线采用GSM胶棒或GSM吸盘天线；所述激光位移传感器采用松下神视HG-C1100。
3.如权利要求1所述的一种无线裂缝监测仪，其特征在于：所述通信模块采用4G和GPRS通信，设备安装时内置一张SIM卡，监测主机定时启动采集数据，采集时间可预设可调整，采集到的数据做滤波纠错处理后经4G或GPRS网络传输到网络后台和发送短信到指定号码的手机上，可以设置多台手机，采集通信任务结束后切断外设电源CPU亦进入休眠状态以节省电力。
4.如权利要求1所述的一种无线裂缝监测仪，其特征在于：所述电池采用低自放电率的大容量锂亚电池供电，集成电源管理***，可控制激光位移传感器及通信模块的电源。
5.如权利要求1所述的一种无线裂缝监测仪，其特征在于：所述监测主机上集成有一低功耗段码液晶显示器，供调试使用，调试结束后液晶自动关闭以节省电力，监测主机上设有调试按键，按键后打开液晶显示屏进入调试模式。
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