CN211555107U - 道路塌陷无线监测装置、及其*** - Google Patents

Abstract

本申请提供的一种道路塌陷无线监测装置、及其***，安装于道路表体内部，包括：无线监测主体，包括：处理器、通信模块、供电单元；所述无线监测主体内设有开口向下的检测孔，检测孔内设置有磁阻传感器；各磁阻传感器电性连接所述处理器；设置于无线监测主体下方的磁棒、及检测棒；磁棒的上端***所述检测孔内；下端连接埋设于土体的检测棒，以在当检测棒由土体变化产生位移时带动磁棒在检测孔内相对各磁阻传感器产生位移，进而使磁阻传感器产生电信号。本申请能够实时监测道路下部土体因空洞或侧向位移而造成的道路塌陷，能结合位移程度对外发送不同等级的预警；本装置设备简易、功耗低，安装后可连续长时间工作，并且便于管理和监测。

Description

道路塌陷无线监测装置、及其***

技术领域

本申请涉及的道路塌陷监测技术领域，特别是涉及一种道路塌陷无线监测装置、及其***。

背景技术

道路塌陷是道路在自然或人为因素作用下，向下陷落，并在地面形成塌陷坑(洞)的一种地质现象。城市道路塌陷在增加了交通事故和人员伤亡风险的同时，还会造成附近建筑物地基下沉、房屋开裂、地下管道破损、城市洪涝及风暴潮灾害加剧等问题。

在城市快速扩张的背景下，道路塌陷事故呈多发、频发态势，因路面塌陷造成重大人员伤亡和损失案例时有发生。道路塌陷原因是很复杂的，根据目前的统计与分析，路面塌陷事故原因能归纳于以下几点：

1、自然因素：在一定的地质条件和天气状况下，当地面下的松散沉积物孔隙处于饱和状态，砂砾石间的摩擦力有所减小，道路就容易塌陷；现有统计表明，雨季发生的道路塌陷事故，在事故总数中占41％。

2、人为作用和人为诱发自然作用：道路塌陷事故的重要原因；经对全国多次道路塌陷案例进行分析，人为因素占到了有关事故总数的60％以上。

具体分析道路坍塌的人为因素包括：

①道路负载过重：原设计荷载已经不能满足现在的交通荷载实际情况，造成路面承载力不足，容易形成路面塌陷；

②地下管线老化破裂、渗水、泄漏：长期对土基的冲刷，导致地基土体流失，从而造成地陷；

③地下水大量开采：会造成很多地下水缺失引起的岩层空隙来不及补充，引起了地层结构破坏，削弱了地基的抗压承重能力，从而形成路面塌陷；

④工程施工失当：地铁等大型地下建筑的修建，能极大利用地下空间；在降低地上路面压力的同时也能破坏公路地基，降低路面抗压能力，反而加快了路面塌陷；同样大量高层建筑的动工也导致了相邻土体疏松、管道与管道之间压力变大、甚至导致地下土层移位或者较大变形，土体受到的挤压增大到一定的程度可能就引起了路面塌陷。

虽然天气异常变化、地质结构变化等“天灾”是城市道路塌陷形成因素，但道路坍塌防治工作具有复杂性、艰巨性和长期性。随着城市化进程的加快，如何在开发利用地下空间的同时，做好道路管护才是道路坍塌防治的重点。

对道路塌陷的监测，国内外目前均是依赖人工检测。通常在道路坍塌前，路面结构下部会出现土体空洞；或者在道路发生侧向发生滑移时，如果路面支撑力不足，就会导致路面塌陷；现有的技术手段主要采用预先探测道路下方隐伏的空洞隐患为主；通过空洞探测，实现预防和预警，并采取措施除险。为达到及时发现土体空洞的目的，需要长期和定期对城市重点路段、灾害多发路段进行多批次、周期性、预防性普查和探测，才能使灾害的发生、发展处于受控状态。

现阶段对城市道路地下空洞的勘探方法较多，如雷达探测法、高密度电阻率法、瞬态面波法、微动勘探法、地震映像法以及瞬变电磁法等；其中探地雷达具有现场实施方便、抗外部环境干扰、作业快速便捷、相对探测效率高和成本低等特点，已在多个城市运用。

但是人工地面检测方法存在一些缺点，包括：

(1)没有实时性，更难以全面同时检查；

(2)作业效率低，技术应用门槛高、难度高，需专业人员进行处理；

(3)工作量大，耗费大量人力与物力；

(4)无法检测路面与土体之间的滑移造成的道路病害；

(5)测试数据量少，难以全面评估道路健康状况。

现有技术难以全面实现道路塌陷监测与预警，道路管理者面临“检得慢、检不起”的难题。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种道路塌陷无线监测装置、及其***，以解决现有技术中至少一个的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种道路塌陷无线监测装置，安装于道路表体内部，所述装置包括：无线监测主体，包括：处理器、通信模块、供电单元；所述无线监测主体内设有开口向下的检测孔，所述检测孔内设置有一或多个磁阻传感器；各所述磁阻传感器电性连接所述处理器；设置于所述无线监测主体下方的磁棒、及检测棒；所述磁棒的上端***所述检测孔内；所述磁棒的下端连接埋设于道路硬化层下的土体的检测棒，以在当所述检测棒由土体变化产生位移时，带动所述磁棒在所述检测孔内相对各所述磁阻传感器产生位移，进而使所述磁阻传感器产生电信号。

于本申请的一实施例中，所述磁棒还配置有回弹式盒体、及回弹装置单元以构成回弹式磁棒盒；所述回弹式磁棒盒设置于所述无线监测主体下方；所述磁棒的上端***所述检测孔内；所述磁棒的下端固定于所述回弹装置的顶端；所述回弹装置的底端设置于所述盒体的底部；所述回弹装置的中心受力轴顶端固定于所述回弹装置的顶端；所述回弹装置的中心受力轴的底端从所述盒体底部的孔洞伸出，并在底端设有连接件，以供连接所述检测棒。

于本申请的一实施例中，所述检测棒还相应配置有连接线缆；所述连接线缆的上端通过所述连接件与所述中心受力轴的底端连接；所述连接线缆的下端固定连接于所述检测棒；所述检测棒埋设于土体中，并使所述连接线缆处于自然拉直状态。

于本申请的一实施例中，所述检测孔内设置有一个位于所述检测孔顶部的第一磁阻传感器、及位于检测孔侧部的第二磁阻传感器；所述磁棒与所述第一磁阻传感器、及位于检测孔侧部的第二磁阻传感器之间为不同相对位置时，形成不同电信号，以触发所述无线监测主体响应不同监测状态。

于本申请的一实施例中，所述磁棒与所述第一磁阻传感器、及位于检测孔侧部的第二磁阻传感器之间为不同相对位置时，形成不同电信号，以触发所述无线监测主体响应不同监测状态，包括以下任意一种或多种组合：在初始时以及不受外部拉力情况时，无电信号生成，此时所述无线监测主体为休眠状态；在受到外部拉力情况时，所述磁棒下移，所述第一磁阻传感器感应所述磁棒远离生成第一电信号，此时所述无线监测主体为激活状态；在受到外部拉力情况时，所述磁棒下移至所述第二磁阻传感器相对位置时，所述第二磁阻传感器感应所述磁棒正在穿过以生成第二电信号，此时所述无线监测主体为预警状态；在受到外部拉力情况时，所述磁棒移出所述第二磁阻传感器相对位置时，所述第二磁阻传感器无法感应所述磁棒生成复位电信号，此时所述无线监测主体为报警状态。

于本申请的一实施例中，所述通信模块用于与外部设备通信连接；当所述无线监测主体为预警状态或报警状态时，所述通信模块向指定通信连接的监控平台发送相应预警信息或报警信息。

于本申请的一实施例中，所述通信模块还包括通信天线；所述通信模块采用NB-IOT通信方式。

于本申请的一实施例中，所述无线监测主体采用全密封胶体工艺制作；和/或，所述无线监测主体采用微创安装工艺，可直接安装于道路表体内部。

于本申请的一实施例中，所述无线监测主体具有电压检测装置，以监测电量与工作状态，便于设备管理与维护；和/或，所述无线监测主体设有温度检测装置以检测道路温度。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种道路塌陷无线监测***，所述***包括：多个如上所述的道路塌陷无线监测装置；各所述道路塌陷无线监测装置分布式安装于目标道路上。

综上所述，本申请的一种道路塌陷无线监测装置、及其***，安装于道路表体内部，所述装置包括：无线监测主体，包括：处理器、通信模块、供电单元；所述无线监测主体内设有开口向下的检测孔，所述检测孔内设置有一或多个磁阻传感器；各所述磁阻传感器电性连接所述处理器；设置于所述无线监测主体下方的磁棒、及检测棒；所述磁棒的上端***所述检测孔内；所述磁棒的下端连接埋设于道路硬化层下的土体的检测棒，以在当所述检测棒由土体变化产生位移时，带动所述磁棒在所述检测孔内相对各所述磁阻传感器产生位移，进而使所述磁阻传感器产生电信号。

具有以下有益效果：

能够实时监测道路下部土体因空洞或侧向位移而造成的道路塌陷，能结合位移程度对外发送不同等级的预警。本装置设备简易、功耗低，安装后可连续长时间工作，并且便于管理和监测。

附图说明

图1显示为本申请于一实施例中的道路塌陷无线监测装置的结构示意图。

图2显示为本申请于一实施例中的无线监测主体的截面示意图。

图3显示为本申请于一实施例中的道路塌陷无线监测***的场景示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，遂图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

鉴于上述问题，本申请提供一种道路塌陷无线监测装置、及其***，针对道路塌陷监测与预警的难题，另辟蹊径，采用微创安装技术，在道路上分布式安装多个无线监测装置，能实时监测道路因土体滑动或形成的土体空洞造成的道路表面与道路支撑土体之间的位移变化，通过位移变化的判断实现道路塌陷的监测与预警。

如图1所示，展示为本申请一实施例中的道路塌陷无线监测装置的结构示意图。如图所示，所述装置包括：无线监测主体100、设置于所述无线监测主体100下方的磁棒220、及检测棒300。

具体地，所述道路塌陷无线监测装置安装于道路表体内部。其中，道路表体内部结构可分为路面、道路硬化层、及土体。所述无线监测主体主要安装于道路硬化层中，优选地，所述无线监测主体的顶部平行于路面或嵌于路面。所述检测棒300则主要安装于土体。

所述无线监测主体100包括：处理器110、通信模块120、供电单元130；所述无线监测主体内设有开口向下的检测孔140，所述检测孔140内设置有一或多个磁阻传感器150；各所述磁阻传感器150电性连接所述处理器110。参考图2，为所述无线监测主体100的截面示意图。

所述磁阻传感器150(或叫变磁阻式传感器)属于电感式传感器的一种。例如，本申请可以选择隧道磁阻传感器(TMR Sensor-Tunneling Magnetoresistance Sensor)开关传感器产品，包括双极和全极两种数字输出TMR开关，能提供高灵敏度、高频响、超低功耗和高精度的磁触发数字开关。TMR开关传感器集成了采用高精度推挽式半桥TMR磁传感器和CMOS集成电路，包括TMR电压发生器、比较器、施密特触发器和CMOS输出电路，能将变化的磁场信号转化为数字电压信号输出。TMR开关传感器通过内部电压稳压器来提供温度补偿电源，并允许宽的工作电压范围。TMR开关传感器以低电压工作、极高响应频率、微安级的供电电流、宽的工作温度范围和高ESD耐压成为众多开关类应用的理想选择。更精密的测量需求时，我们选择模拟信号输出的磁阻式传感器，可以用于测量位移和尺寸，也可以测量能够转换为位移量的其他参数力、张力、压力、压差、应变、转短、速度和加速度等；它的灵敏度高分辨率大，能测出0.01um甚至更小的机械位移变化，能感受小到0.1的微小角度变化，传感器的输出信号强，电压灵敏度一般每一毫米可达数百毫伏，因此有利于信号的传输与放大。

所述磁阻传感器150结构简单，工作中没有活动电接触点，寿命长。

设置于所述无线监测主体100下方的磁棒220、及检测棒300。

具体地，所述磁棒220的上端***所述检测孔140内，使磁阻传感器150布设于所述磁棒220周围，以通过磁棒220的变化而使磁阻传感器150感应，进一步地，所述磁棒220的下端连接埋设于道路硬化层下的土体的检测棒300，以在当所述检测棒300由土体变化产生位移时，带动所述磁棒220在所述检测孔140内相对各所述磁阻传感器150产生位移，进而使所述磁阻传感器150产生电信号。

于本实施例中，土体变化产生的位移包括深层土***移、水平位移、竖向位移等。

所述检测棒300优选为具有一定重量的检测棒300，如钢棒等。

于本申请一实施例中，所述磁棒220还配置有回弹式盒体210、及回弹装置230单元以构成回弹式磁棒盒200；所述回弹式磁棒盒200设置于所述无线监测主体100下方。例如，所述回弹式磁棒盒200中心对准检测孔140中心，以使所述磁棒220能够无接触的***检测孔140中，然后将回弹式磁棒盒200通过螺丝固定于无线监测主体100正下方。

所述磁棒220的上端***所述检测孔140内；所述磁棒220的下端固定于所述回弹装置 230的顶端。所述回弹装置230的底端设置于所述盒体210的底部；所述回弹装置230的中心受力轴231顶端固定于所述回弹装置230的顶端；所述回弹装置230的中心受力轴231的底端从所述盒体210底部的孔洞伸出，并在底端设有连接件240，以供连接所述检测棒300。

需要说明的是，本申请中所述中心受力轴231底端设置的连接件240，优选地，在回弹装置230为初始状态时，所述连接件240抵住所述回弹式磁棒盒200底部，使中心受力轴231 完全处于回弹式磁棒盒200内，弹簧232处于自然无拉力状态。通过这样的设置，可以使得在无线监测主体100因路面收到较强的压力或冲击时，所述无线监测主体100与回弹式磁棒盒200之间仍能保持相对静止，不会造成磁棒220相对磁阻传感器150的相对位置，减少测量误差。

举例来说，所述回弹装置230可以是盒体210内设置一弹簧232，弹簧232上端设有挡片233，所述磁棒220的下端固定于所述挡片233上表面，所述弹簧232下面表还固定连接有中心受力轴231，所述中心受力轴231下底端从所述盒体210底部的孔洞伸出，并在底端设有连接件240，以供连接所述检测棒300。当中心受力轴231受到检测棒300因土体变形(土体平移或沉降)而产生向下的拉力时，中心受力轴231带动挡片233向下，所述挡片233带动磁棒220向下位移，从而可以使磁阻传感器150感应。

需要说明的是，所述弹簧232在本申请中，可以在中心受力轴231未受力时，使挡片233 及其上的磁棒220保持稳定，并且在受力过程中，也能确保挡片233及其上的磁棒220平稳位移。因为，磁阻传感器150的感应灵敏度较高，因此，通过弹簧232可以确保磁阻传感器150中的磁棒220平稳位移，并且具***移恢复的能力，大大提高了检测装置的使用寿命和准确度。

于本申请一实施例中，所述检测棒300还相应配置有连接线缆310。所述连接线缆310 的上端通过所述连接件240与所述中心受力轴231的底端连接；所述连接线缆310的下端固定连接于所述检测棒300；所述检测棒300埋设于土体中，并使所述连接线缆310处于自然拉直状态。

于本实施例中，所述检测棒300埋设于土体内部，在检测棒300固定在土体初始时刻，要求连接线缆310处于自然拉直状态，连接线缆310受到拉力小于回弹式磁棒盒200弹簧232 动作点。检测棒300配置连接线缆310的技术要求是：弹性变化小和耐温、耐腐蚀。通常可以选择钢丝线或者尼龙线。另外，连接线缆310的长度选择需大于道路硬化层厚度，以保证检测棒300完全处于土体中，且能各向运动。连接线通过连接部件连接回弹式磁棒盒200的连接部件。并且连接线缆310基本布设于道路硬化层，所述道路硬化层为人工铺设的建筑材料构成，其不易产生形变。土体相比于道路硬化层更容易产生变形。因此，本申请道路坍塌无线监测装置能够聚焦于土体的变形监测，道路坍塌的预警准确度更高。另外，本申请所述装置不仅能监测道路下部土体空洞造成的道路塌陷，也能或者下部土体发生了侧向位移造成的道路塌陷。

当道路因土体滑动或形成的土体空洞造成的检测棒300向侧向移动或向下滑动时，检测棒300通过连接线缆310与连接部件带动回弹式磁棒盒200内部的中心受理轴下移，进而带动磁棒220下移。从而使无线监测主体100内磁阻传感器150感应到，然后可通过无线监测主体100内的处理器110及通信器向外部通连接的监控平台或有关部门发出道路塌陷预警或报警信号。

优选地，所述检测孔140内设置有一个位于所述检测孔140顶部的第一磁阻传感器150a、及位于检测孔140侧部的第二磁阻传感器150b。例如，所述检测孔140顶部设置一个第一磁阻传感器150a，所述检测孔140侧部设置两个相对的第二磁阻传感器150b。

当所述磁棒220与所述第一磁阻传感器150a、及位于检测孔140侧部的第二磁阻传感器 150b之间为不同相对位置时，可以形成不同电信号变化，以触发所述无线监测主体100响应不同监测状态。

具体来说，包括以下任意一种或多种组合：

(1)在初始时以及不受外部拉力情况时，无电信号变化，此时所述无线监测主体100为休眠状态。

即所述道路塌陷无线监测装置在出厂时设置为休眠状态，在安装时通过确保磁棒220不移动，来维持所述道路塌陷无线监测装置处于休眠状态。并且，当投入使用后，在不受外部拉力的情况下，该装置仍处于休眠状态。

在本实施例中，所述装置在初始时以及不受外部拉力情况时，无任何电信号变化，此时所述无线监测主体100为休眠状态。该休眠状态下，所述无线监测主体100内如处理器110、通信模块120可一直处于不上电或休眠状态，能够极大的较少功耗，延长使用寿命。

本申请所述装置因安装于道路表体内部，且磁阻传感器150灵敏，因此，本装置在安装后便不再取出，因此，所述无线监测主体100内的供电单元130有一次性电池。所以，减少装置内部的功耗是及其重要的。

需要说明的是，除非土体遭受如地震、地下管路***、隧道挖掘等特殊情况，否则土体变化通常在较长时间内都仅能发生轻微的位移变化。因此，本申请依据土***移变化而可能造成的塌陷危险程度，将磁棒220向下位移的距离对应反馈为不同的状态。

(2)在受到外部拉力情况时，所述磁棒220下移，所述第一磁阻传感器150a感应所述磁棒220远离生成第一电信号，此时所述无线监测主体100为激活状态。

需要说明的是，因为在布设检测棒300时，要求连接线缆310处于自然拉直状态，并且所述连接线缆310几乎完全布设于道路硬化层，土体相比于道路硬化层更容易产生形变。因此，无论土体因下沉、平移的土体形变，均能够因检测棒300位移变化使连接线缆310受到向下的拉力，并进一步地，带动所述磁棒220向下位移。因此，本申请所述装置不仅能监测道路下部土体空洞造成的道路塌陷，也能或者下部土体发生了侧向位移造成的道路塌陷。

在初始时，将所述磁棒220与各磁阻传感器150的相对位置设置平衡，通过所述磁棒220 与各磁阻传感器150相对距离或相对位置的变化，而使磁阻传感器150感应并生成相应第一电信号。

通过首次磁棒220的位移变化生成的电信号用于触发所述无线监测主体100进入激活状态。因为，土体变化可能是长时间的连续动作，因此，需要对该土地后续变化给予准确的监测。

(3)在受到外部拉力情况时，所述磁棒220下移至所述第二磁阻传感器150b相对位置时，所述第二磁阻传感器150b感应所述磁棒220正在穿过以生成第二电信号，此时所述无线监测主体100为预警状态。

当磁棒220受向下拉力继续下移时，所述磁棒220的上端会逐渐穿过两个所述第二磁阻传感器150b之间。在所述磁棒220处于两个所述第二磁阻传感器150b之间时，所述第二磁阻传感器150b感应生成第二电信号。此时磁棒220的下移距离相比于触发激活状态时的下移距离更大了，说明土体发生位移的程度以达到需要预警的程度，因此，此时所述无线监测主体100将会进入预警状态。

(4)在受到外部拉力情况时，所述磁棒220移出所述第二磁阻传感器150b相对位置时，所述第二磁阻传感器150b无法感应所述磁棒220生成复位电信号，此时所述无线监测主体100为报警状态。

当磁棒220受向下拉力继续下移，并移出两个所述第二磁阻传感器150b之间时，由于磁棒220远离了两个所述第二磁阻传感器150b，使得所述第二磁阻传感器150b生成复位电信号，所述复位电信号可以理解为所述第二磁阻传感器150b无法感应到磁棒220时而由处理器 110生产相应的电信号，因为前三个状态，所述第二磁阻传感器150均能感应到磁棒220。当磁棒220移出两个所述第二磁阻传感器150b之间时，也说明，对应监测的土地产生的位移程度更加严重了，因此，此时所述无线监测主体100将会进入报警状态。

本申请实现当所述磁棒220与所述第一磁阻传感器150a、及位于检测孔140侧部的第二磁阻传感器150b之间为不同相对位置时，可以形成不同电信号，以触发所述无线监测主体 100响应不同监测状态，可以通过处理器110和通信模块120完成。

举例来说，本申请通过各磁阻传感器150不同的感应获得不同电流或电压的信号，然后可以通过处理器110中的数模转换器，对应转换为表示不同状态的“00”、“01”、“10”、“11”为二进制码，然后在得到表示预警状态的“10”或表示报警状态的“11”后，触发预设的预警信号或报警信号，并通过无线通信模块120对外发送至预先通信连接的监测平台或云端，以实现道路塌陷的监测预警。

但需要说明的是，本申请中的通过传感器获得电信号属于公知常识，通过不同电信号发送对应预设的预警信号或报警信号，也属于常见技术手段。例如，烟雾警报器监测到烟雾时对应发出的警报声或洒水动作。因此，本申请并不是依赖于计算机程序或方法解决本申请中的技术问题，本申请的主要创新点在于，通过机械连接结构，来准确简便的监测土体变形情况。

于一或多个实施例中，本申请所述道路塌陷无线监测装置采用一次性电池供电，设有一个处理器110，完成对多个磁阻传感器150、温度信号的采集和供电电压采集，并通过通信网络与云端服务器进行数据交互。

于本申请一实施例中，所述通信模块120用于与外部设备通信连接；当所述无线监测主体100为预警状态或报警状态时，启动所述通信模块120，并通过所述通信模块120向指定通信连接的监控平台发送相应预警信息或报警信息。

举例来说，无线监测主体100利用通信模块120连接公共无线数据通信网络，所有预警和告警均可在监测平台中心显示和处警；相关人员通过电脑或者移动终端实时获得最终预警和报警数据，从而解决目前道路塌陷检测“检得慢、检不起”的难题，实现道路塌陷自动、实时、连续监测。

于本申请一实施例中，所述通信模块120还包括通信天线；所述通信模块120采用NB-IOT 通信方式。窄带物联网(Narrow Band Internet of Things，NB-IOT)成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IOT构建于蜂窝网络，只消耗大约180kHz的带宽，可直接部署于GSM网络、 UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。于本申请中，采用NB-IOT通信方式，所述道路塌陷无线监测装置安装后可以连续工作5年以上。

于本申请一实施例中，所述无线监测主体100还具有电压检测装置，以监测电量与工作状态，便于设备管理与维护；和/或，所述无线监测主体100设有温度检测装置以检测道路温度。

例如，本申请所述的道路塌陷无线监测装置还具有心跳功能，监测设备电量与工作状态，可定期自身电池于健康状态，并上报至管理人员以便掌控设备状态，便于设备管理与维护。另外，无线监测主体100还可设置用于道路温度测量的温度检测装置，以便可远程监测道路路面温度。

优选地，本申请中所述道路塌陷无线监测装置均可以连接到互联网；可采用云服务技术，包括数据接收、数据库、数据处理、WEB服务等。所述道路塌陷无线监测装置对应的设备状态、预警结果通过互联网，在用户电脑或者移动终端获取。

于本申请一实施例中，所述无线监测主体100采用全密封胶体工艺制作。例如所述无线监测主体100采用聚氨酯胶体进行封装。胶体封装的无线监测主体100实现了内部器件的高等级防护，不仅防水、防尘，而且具有高机械强度，胶体表面耐压性能高，便于在道路平面打孔安装。

另外，于本申请一实施例中，所述无线监测主体100还可采用微创安装工艺，可直接安装于道路表体内部。例如，在路面上采用微创安装技术，安装孔可在30mm左右。所述道路塌陷无线监测装置也可以是柱体结构，直径小于安装孔，这样的安装方式不会破坏道路的强度。

如图3所示，展示为本申请于一实施例中的道路塌陷无线监测***的结构场景示意图。如图所示，所述道路塌陷无线监测***包括：多个如图1所述的道路塌陷无线监测装置1，各所述道路塌陷无线监测装置1分布式安装于目标道路上，以实现对整条路段实现监测。

在可实现的一或多个实施例中，在实际使用过程中，对一条道路的检测往往需要较多数量的如图1所述的道路塌陷无线监测装置1，例如间隔几米或几十米安设一个，才能对整体道路或指定路段实施监测。当多个所述道路塌陷无线监测装置1进行布设，还可通过通信模块获取整体监测数据，以及对各所述道路塌陷无线监测装置1进行统一的管理和维护。

综上所述，本申请提供的道路塌陷无线监测装置、及其***，安装于道路表体内部，所述装置包括：无线监测主体，包括：处理器、通信模块、供电单元；所述无线监测主体内设有开口向下的检测孔，所述检测孔内设置有一或多个磁阻传感器；各所述磁阻传感器电性连接所述处理器；设置于所述无线监测主体下方的磁棒、及检测棒；所述磁棒的上端***所述检测孔内；所述磁棒的下端连接埋设于道路硬化层下的土体的检测棒，以在当所述检测棒由土体变化产生位移时，带动所述磁棒在所述检测孔内相对各所述磁阻传感器产生位移，进而使所述磁阻传感器产生电信号。

本申请不仅能监测道路下部土体空洞造成的道路塌陷，也能监测道路下部土体发生了侧向位移造成的道路塌陷，能结合位移程度对外发送不同等级的预警。本装置设备简易、功耗低，安装后可连续长时间工作，并且便于管理和监测。

本申请有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中包含通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种道路塌陷无线监测装置，其特征在于，安装于道路表体内部，所述装置包括：

无线监测主体，包括：处理器、通信模块、供电单元；所述无线监测主体内设有开口向下的检测孔，所述检测孔内设置有一或多个磁阻传感器；各所述磁阻传感器电性连接所述处理器；

设置于所述无线监测主体下方的磁棒、及检测棒；所述磁棒的上端***所述检测孔内；所述磁棒的下端连接埋设于道路硬化层下的土体的检测棒，以在当所述检测棒由土体变化产生位移时，带动所述磁棒在所述检测孔内相对各所述磁阻传感器产生位移，进而使所述磁阻传感器产生电信号。

2.根据权利要求1所述的道路塌陷无线监测装置，其特征在于，所述磁棒还配置有回弹式盒体、及回弹装置单元以构成回弹式磁棒盒；

所述回弹式磁棒盒设置于所述无线监测主体下方；所述磁棒的上端***所述检测孔内；所述磁棒的下端固定于所述回弹装置的顶端；

所述回弹装置的底端设置于所述盒体的底部；所述回弹装置的中心受力轴顶端固定于所述回弹装置的顶端；所述回弹装置的中心受力轴的底端从所述盒体底部的孔洞伸出，并在底端设有连接件，以供连接所述检测棒。

3.根据权利要求2所述的道路塌陷无线监测装置，其特征在于，所述检测棒还相应配置有连接线缆；

所述连接线缆的上端通过所述连接件与所述中心受力轴的底端连接；所述连接线缆的下端固定连接于所述检测棒；所述检测棒埋设于土体中，并使所述连接线缆处于自然拉直状态。

4.根据权利要求1所述的道路塌陷无线监测装置，其特征在于，所述检测孔内设置有一个位于所述检测孔顶部的第一磁阻传感器、及位于检测孔侧部的第二磁阻传感器；

所述磁棒与所述第一磁阻传感器、及位于检测孔侧部的第二磁阻传感器之间为不同相对位置时，形成不同电信号，以触发所述无线监测主体响应不同监测状态。

5.根据权利要求4所述的道路塌陷无线监测装置，其特征在于，所述磁棒与所述第一磁阻传感器、及位于检测孔侧部的第二磁阻传感器之间为不同相对位置时，形成不同电信号，以触发所述无线监测主体响应不同监测状态，包括以下任意一种或多种组合：

在初始时以及不受外部拉力情况时，无电信号生成，此时所述无线监测主体为休眠状态；

在受到外部拉力情况时，所述磁棒下移，所述第一磁阻传感器感应所述磁棒远离生成第一电信号，此时所述无线监测主体为激活状态；

在受到外部拉力情况时，所述磁棒下移至所述第二磁阻传感器相对位置时，所述第二磁阻传感器感应所述磁棒正在穿过以生成第二电信号，此时所述无线监测主体为预警状态；

在受到外部拉力情况时，所述磁棒移出所述第二磁阻传感器相对位置时，所述第二磁阻传感器无法感应所述磁棒生成复位电信号，此时所述无线监测主体为报警状态。

6.根据权利要求5所述的道路塌陷无线监测装置，其特征在于，所述通信模块用于与外部设备通信连接；当所述无线监测主体为预警状态或报警状态时，所述通信模块向指定通信连接的监控平台发送相应预警信息或报警信息。

7.根据权利要求1所述的道路塌陷无线监测装置，其特征在于，所述通信模块还包括通信天线；所述通信模块采用NB-IOT通信方式。

8.根据权利要求1所述的道路塌陷无线监测装置，其特征在于，所述无线监测主体采用全密封胶体工艺制作；和/或，所述无线监测主体采用微创安装工艺，可直接安装于道路表体内部。

9.根据权利要求1所述的道路塌陷无线监测装置，其特征在于，所述无线监测主体具有电压检测装置，以监测电量与工作状态，便于设备管理与维护；和/或，所述无线监测主体设有温度检测装置以检测道路温度。

10.一种道路塌陷无线监测***，其特征在于，所述***包括：多个如权利要求1至9中任意一项所述的道路塌陷无线监测装置；各所述道路塌陷无线监测装置分布式安装于目标道路上。

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