[实用新型]隧道施工与运营多元信息预警与安全保障系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种数据自动化采集、监控装置，特别是一种隧道施工与运营的数据自动化采集、监控装置。

背景技术

目前，绝大部分隧道工程中的施工信息都是通过布设各种类型的测量部件(传感器等)后利用配套的监测仪器进行人工实测和手工输入计算机的方法进行收集的，数据的分析、处理和反馈也是通过人工进行的。监测方法技术主要依靠人力来完成，导致了工作效率低下，信息反馈速度慢，劳动强度大，且人工采集的信息在数量上较少，难以及时反映监测对象的变化，达到指导施工，保障施工安全的目的。

实用新型内容

为了克服隧道工程中现有的监测方法效率低下、劳动强度大、反馈速度慢、信息量少等缺点，本实用新型的目的是提供一种隧道施工与运营多元信息预警与安全保障系统，要解决隧道施工与运营多元信息的数据自动化采集与安全管理综合分析的技术问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种隧道施工与运营多元信息预警与安全保障系统，包括与传感器相连的信号激励采集模块和与信号激励采集模块信号相连的主控制器，其特征在于：

传感器设置在隧道内需要监测的断面，信号激励采集模块与主控制器组成综合传输基站。

主控制器内部自带高速FLASH、SRAM和计数器，主控制器内部具有连接LED指示灯的接口和用于连接时钟芯片的接口，外部还具有以下接口。

用于连接无线网络的ZigBee无线模块协议接口。

用于连接有线网络的TCP/IP网络接口。

用于连接CAN总线收发器的协议接口。

用于与信号激励采集模块连接的通用I/O口、IIC接口、SPI接口。

串口和USB烧录接口。

信号激励采集模块具有1—16路钢弦式传感器测量通道和1—16路电流电压开关量可选的传感器测量通道。

16路钢弦式传感器测量通道分别与16个激励电路连接，16个激励电路分别经高通滤波电路与16选1模拟开关的16个信号输入端连接，16选1模拟开关的信号输出端顺序经二阶低通滤波电路、一级放大电路、五阶低通滤波电路、二级放大电路、隔直整形电路与主控制器的计数器信号连接。

16路电压/电流传感器测量通道分别经电流电压转换电路与另一个16选1模拟开关的16个信号输入端连接，该16选1模拟开关的信号输出端经AD转换器与主控制器信号连接。

上述信号激励采集模块和主控制器分别连接交流电/电池双电源供电系统。

上述传感器是电流信号传感器、电压信号传感器、数字式传感器或开关量传感器。

上述信号激励采集模块可以与接收施工现场视频信号的摄像头连接。

上述主控制器内部自带256K高速FLASH和64K的SRAM。

上述主控制器经ZigBee无线模块协议接口、CAN总线收发器的协议接口可直接与电脑连接，也可以通过GPRS与远程服务器或手机信号连接。

上述的远程服务器是指与Internet相连接的、具有固定对外IP的台式电脑或笔记本电脑。

与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果：

主控制器提供了ZigBee、CAN总线、TCP/IP三种协议的接口，用它作为网络节点，能灵活的构建各种有线无线网络。除了三种网络接口外，还预留了一个串口，并将通用I/O口、IIC、SPI等接口扩展出来，可以与信号激励采集模块连接，组成功能强大的多功能采集器，这些接口的预留极大的增强了本实用新型的扩展性。

信号激励采集模块具有多通道、多功能性，具有强大的信号采集功能，提供了16路钢弦式传感器测量通道和16路电压和/或电流传感器测量通道。

本实用新型适用于各种地下工程的施工监测与管理。它集多元信息及预警安全管理功能于一体，是全方位地下工程施工与运营的安全保障管理系统。上述多元信息包括钢弦式频率类、电流电压类、开关量、数字信号类、声音、视频、人机定位卡等，该系统的多元信息由综合采集器连接，根据设定的采集频率可对所监控的地下工程进行实时监测，并将信息传送到广域网。也可在无网络覆盖区组合无线基站传输至广域网。然后通过智能化安全管理信息系统对所采集数据进行常规评价和详细分析。同时对地下工程的危险状态进行不同级次的安全预警处理。该系统也可对市域所有地下工程进行分布式监控管理，最终保障隧道及地下工程安全、高效、健康施工。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

图1是信号激励采集模块与主控制器连接的结构示意图。

图2是信号激励采集模块功能原理图。

图3是主控制器的结构示意图。