[实用新型]基坑侧向土压力远程监控系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及岩体工程基础领域，具体为一种可用于土木工程的基坑侧向土压力远程监控系统。

背景技术

在大型水利、交通、土木工程的安全监测中，土压力是影响基础工程安全的重要参数之一，在线长期监控土压力的变化趋势对了解基础工程的安全性有很重要的作用。自20世纪30年代，振弦传感器被发明以来，由于其结构坚固、准确度高、长期稳定性好、寿命长、输出为频率信号、可直接与微处理器接口等优点，而被广泛应用于各种岩土工程。基于振弦传感器的土压力巡回检测与自动记录系统提高了土压力的采样精度；但由于土木工程中采样点分布范围广，现场多采用便携式数据采集仪进行点对点的采样；由于传感器已经埋入岩土体中，工程师常需将现场压力传感器手动接入采集箱，费时费力，且不能及时预报工程健康状态。现场的采样数据需要大量的整理、分析工作，不便于大数据的分析和挖掘工作，给后续土压力的趋势分析、资料整理带来了一定的困难。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种基坑侧向土压力远程监控系统，这种监控系统以ATmega16L单片机为核心，设计了扫频激振电路作为单线圈振弦式传感器的激励信号，并通过一拾振电路模块拾取信号以实现压力的基本传输与检测。单片机输出端设计了GSM通信功能，以便数据的远距离传输，同时，引入报警电路进行安全报警提示。可有效避免重复性手工劳动及数据不能及时传输的缺陷。

本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

基坑侧向土压力远程监控系统，包括嵌入式控制系统，在嵌入式控制器的前部接入振弦式土压力盒，振弦式土压力盒激励系统及继电器切换电路模块及信号拾取电路模块；同时其后分别连接有报警系统以及GSM通信模块，所述土压力盒激励电路模块包含直接数字式信号发生模块、电压放大模块及电流放大模块，而所述切换电路模块采用固态继电器及其相关电路。

在本实用新型中，所述嵌入式系统的核心采用ATmega16L单片机为作为数据监控处理器。

在本实用新型中，所述压力盒激励电路模块采用AD9850作为激励电路核心硬件。

在本实用新型中，所述基坑侧向土压力远程监控系统整体采用锂电池供电。

在本实用新型中，GSM通信模块主要用于将现场采集的压力数据及时通过GSM方式远程传输到工程管理员手机上。

本实用新型使用时，首先将切换电路转换到单片机系统与激励电路模块连接；单片机控制激励电路发送激励信号，当土压力盒内钢丝弦起振后；单片机控制切换电路，将传感器的信号拾取电路接入单片机；拾取电路模块将振弦式压力传感器的正弦信号转化为频率信号；单片机控制后端GSM模块传输土压力的频率信号，同时，若采样土压力超过工程的压力上限值，启动蜂鸣器报警电路提示工程师。

有益效果：本实用新型智能化程度高，采用远程通信技术及时预报工程健康状态。减少了大量现场数据的整理、分析工作，便于大数据的分析和挖掘工作，给后续土压力的趋势分析、资料整理提供了很好的技术支持。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的示意图；

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参见图1的基坑侧向土压力远程监控系统的较佳实施例，在使用本实施例所示的仪器之前，工作人员需要将振弦式土压力盒4埋入土体中，土压力盒的信号线引出地表并接入该系统的输入端。

在实施例中，单片机系统1控制切换电路模块2，激励电路模块3与单片机系统1连通，单片机然后发送控制字到模块3中，模块3产生一定800-1400赫兹的激励信号；土压力盒4由于电磁共振原理，盒内钢丝弦发声振动而切割磁力线，从而在钢丝弦内产生感生电压；然后，切换电路2断开与土压力盒4连通电路，而将信号拾取电路模块5接入单片机系统，信号拾取电，5检测感应电压大小并转化为频率信号；最后，单片机系统1控制GSM通信模块6，将频率信号以短消息方式发送到工程师的手机上；同时，若现场采样数据值超过工程允许上限值，启动报警系统7报警。整个系统由锂电池模块8提供电源。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。