[发明专利]基于物联网技术的光纤光栅古建筑监测维护系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑安全监测维护系统，特别是一种基于物联网技术的光纤光栅古建筑监测维护系统。

背景技术

中国是一个有着5000年历史的文明古国，同世界其他古老发明相比，中国现存古建筑的数量和现状令人堪忧。史见于文字记载的古建筑中，真正留存下来的比例极低，至今仍能完整使用的更是屈指可数。另一方面，古建筑本身又具有重大的文物价值、历史价值和艺术价值，是国家和民族的宝贵财富。因此，如何对这些建筑进行有效的监控和保护成为国家文物管理部门的重要课题之一。

近年来，随着科技的进步，光纤传感无线电安全监测技术和网络通信技术的兴起，为古建筑的监测维护带来了技术上的突破。在古建筑的监测维护过程中，通过光纤光栅传感器来感测信号，又通过光纤来传输光信号，并经过网络分析仪转化为易于识别、直观的数字化物理数据，这是建筑安全保护领域技术性的革命。光纤光栅传感器是一种新型的全光纤无源器件，与普通的传感器相比，具有不可比拟的优势和特点，其光纤本身安全、防爆、无电传感、化学性能稳定、传输速度快，可以用于对外界参量的绝对测量，这种特性应用对古建筑的监测上具有传统技术不可相比的优势。

而采用物联网技术和云计算技术，将通过光纤光栅传感器采集的数据，按照通信协议，通过有线或无线方式，实现古建筑与互联网的连接，结合监控平台，可以对古建筑的各种信息实时的进行信息交互和通信，实现对古建筑健康状况的智能化监控和管理。

通过光纤光栅传感探测技术、物联网技术以及GIS地图功能，解决了古建筑管理的难题，提高了对古建筑、古城墙的监控、维护能力，可做到早预警，早排除隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种通过基于物联网技术的光纤光栅古建筑监测维护系统，可实现对古建筑、古城墙的全方位监测，可实时将古建筑、古城墙的温度、湿度、沉降及倾斜等健康状况上报到安全监控中心，以制定相应的保护对策，不破坏古建筑的结构。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：一种基于物联网技术的光纤光栅古建筑监测维护系统，其特征在于：该系统包括信息采集模块、信息传输模块、信息处理模块及信息显示模块；

信息采集模块包括光纤位移传感器、光纤温度传感器、光纤湿度传感器、光纤气体传感器、光纤压力传感器、光纤红外探测器；

信息传输模块为光纤通信电缆、无线通信网络；

信息处理模块包括对数据进行挖掘、云计算、信息抽象的功能单元；

信息显示模块包括显示器、发光二极管。

作为本发明的进一步改进，所述的光纤位移传感器、光纤温度传感器、光纤湿度传感器、光纤气体传感器、光纤压力传感器、光纤红外探测器安装在古建筑待测点的表面或内部。

所述的信息采集模块通过信息传输模块与信息处理模块相连接。

所述的信息传输模块中光纤通信电缆可以为多模光纤或单模光纤。

所述的信息处理模块，接收到信息传输模块传送的数据，将数据进行分析、处理后上传到古建筑安全监控中心。

所述的信息显示模块，通过地理信息系统技术，实时的显示被监控的古建筑的空间地理信息及健康状况。

作为本发明的进一步改进，安装于古建筑待测点表面或内部的传感器，主要对古建筑结构的水平位移、沉降、建筑结构的倾斜方向及程度、温度、湿度进行数据采集。

作为本发明的进一步改进，所述的信息处理模块对接收到的古建筑的数据信息，进行变形值计算，通过与基础参考值进行对比，得出差值，进而计算出古建筑结构的变形程度、温度、湿度等参数，与设定的阈值进行比较，以确定是否需要发出预警信息。

与现有技术相比，本发明所提供的基于物联网技术的光纤光栅古建筑监测维护系统，通过采用物联网技术与云计算技术，将光纤光栅监测系统与自主研发的安全在线监控平台结合，利用光纤传感技术探测，实时的监测古建筑的温湿度、沉降、倾斜等健康状况，并结合GIS地图功能，通过网络将数据上传到数据处理中心，将分析结果通过报警或提示方式，告知相关管理人员，以做出保护决策，整个系统的实现过程不需要人工测量判断，通过系统自动完成全部工作，方便且节约维护成本。

附图说明

图1是本发明基于物联网技术的光纤光栅古建筑监测维护系统架构图。

图2是古建筑在线监控平台系统架构图。

图3是应用层监控平台架构图。

具体实施方式