[实用新型]一种自动采集数据存储的杆式测斜仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种自动采集数据存储的杆式测斜仪，即可实现在线实时采集，也可定时自动采集并数据存储的模块，涉及到基坑、尾矿等安全监测行业领域。

背景技术

目前在基坑施工、尾矿库安全监测等领域，土体、坝体的位移变化是一个重要的监测对象，其中分为外部位移和内部位移，外部位移可通过GPS、全站仪等方法实现测量，而内部位移主要通过杆式测斜仪进行测量。基本原理是：杆式测斜仪的长度固定，通过倾斜角度的变化，通过三角函数的关系计算水平位移L=Len*Sin(α)，其中Len为杆式测斜仪的长度，α为倾斜角度。

为使得监测系统满足行业需求，实现多组参数的实时测量，传统测斜仪是一种动采集装置，其本身不具备自动采集功能以及数据保存功能，实际时使用时依靠工业总线的方式进行组网，并使用计算机系统进行控制实时采集、数据存储。这种系统结构当系统电源无法正常工作或计算机系统停止工作时，杆式测斜仪便无法自主采集数据，导致丢失关键时刻的数据信息。

上述传统监测系统实现存在以下的不足：

首先传统测斜仪无法做到自主采集，一旦控制计算机出现故障停止工作，测斜仪便无法采集数据，造成监测对象出现间断，甚至时在关键时刻采集不到数据等问题。

其次传统测斜仪无法做到数据保存以及时间记录，单次采集时，仅靠串口总线返回一帧数据，当出现串口总线通信失败等故障时，数据帧会丢失，且无法追溯数据。且传统测斜仪需要计算机控制进行采集，当监测对象数量比较多时，会出现占用系统资源的问题。

综上所述，传统的测斜仪功能单一、全时刻自主采集、数据存储等方面存在一定的局限性，难以满足当前工况下的要求。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题就在于以下几点：（1）实现测斜仪自主定时采集，可按照需要设定自动采集间隔的时间，当定时时间达到时，测斜仪可自动完成一次数据采集工作。（2）可实现采集时间、采集数据的存储和读取功能，做到数据、时间可追溯。（3）当不需要自动采集时，可通过串口命令进行设定，并通过串口总线将数据存储器中的数据进行读取功能。彻底解决了传统测斜仪无法自动采集、数据存储、过度依赖控制计算机的问题。

为解决上述技术问题，本设计采用的以下技术方案：

一种自动采集数据存储的杆式测斜仪，该杆式测斜仪的内部包括有倾角传感器、模数转换器、微型控制器、RTC实时时钟电路、FLASH数据存储电路；

倾角传感器与模数转换器相连接，模数转换器与微型控制器相连接；

微型控制器与RTC实时时钟电路相连接，RTC实时时钟电路与晶体振荡器相连接，其中晶体振荡器作为实时时钟电路的时钟信号源；

微型控制器分别与FLASH数据存储电路、线性稳压电路、RS485驱动电路相连，RS485驱动电路用于串口总线通信。

使用倾角传感器作为敏感元件，其输出端的电压信号随其角度变化而变化。倾角传感器输出信号进入模数转换器进行转换，通过微型控制器对模数转换器的驱动、数据计算可实现倾角变化的测量。

实现定时功能的电路设计方案是：设计有RTC实时时钟电路，RTC电路主要完成系统时钟记录、定时闹铃功能，测斜仪每次采集的数据均将采集的时间共同存储于FLASH中，同时为实现定时自动采集，RTC电路还设置后闹铃触发功能，当定时器时间达到后，便启动触发进行数据自动采集。

实现数据存储功能的电路设计方案是：设计有FLASH存储器电路，作为采集数据、采集时间、采集间隔的存储介质。当需要执行数据读取命令时，微型控制器通过SPI总线将存储器中的数据进行读出并传输。

实现串口总线通信、数据传输功能的设计方案是：设计一个RS485驱动电路，用于串口命令的收发及数据的传输功能。

综上所述，本实用新型内部设计有倾角变化测量电路、RTC实时时钟电路、FLASH存储器电路、RS485驱动电路、线性稳压电路等，通过微型控制器的自动控制，可实现测斜采集、定时自动采集、数据存储功能，并通过无线串口总线进行传输，弥补了传统监测系统中不足。

附图说明

图1是本实用新型中的结构模块框图；

图2是本实用新型的自动采集数据存储的杆式测斜仪实际安装示意图；

图2中：11-自动采集数据存储的杆式测斜仪电子仓；12-滑动导轮；13-测斜仪杆体；14-采集控制计算机；

图3是本实用新型的RTC实时时钟电路的举例说明图；

图4是本实用新型的RS485驱动电路的举例说明图；