[发明专利]一种基于物联网技术的深基坑降排水控制系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明属于监测技术领域，具体涉及一种基于物联网技术的深基坑降排水控制系统及控制方法。

背景技术

近年来，基坑工程向大深度、大面积发展，面临的地下水问题也越来越严重，特别是基坑开挖面下部的承压水会引起坑底隆起、底板涂涌等问题而导致基坑失稳的安全事故，因此，承压水的控制成了整个基坑工程能否顺利进行的关键。为了保证施工过程的安全并确保工程质量，在基坑开挖过程中，必须有效治理地下水，治理地下水通常有两个方法：堵截地下水和降低地下水位。由于降低地下水位方法的便捷性和经济性，被大量工程所采用，它主要包括明沟排水和井点降水两种方法，其中井点降水法是指在基坑四周埋设井点管，让地下水渗到井点管中，通过水泵抽水，直到地下水降到设计水位为止。井点法降水优点众多，适用于各种形状的基坑，能克服流砂，可靠稳定 ，降水效果好，能有效缩短工期，保证工程安全等，故而应用广泛。

目前工地深基坑的井点排水采用的是使用潜水泵24小时排水，另派专人24小时看守的模式，由于水泵24小时不间断工作，这种模式会消耗大量的电能，且泵易烧坏，如不能及时发现，极易造成安全事故。另外，由于施工现场的复杂性，也给夜巡人员的人身安全造成威胁。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种基于物联网技术的深基坑降排水控制系统及控制方法，基于物联网和云计算技术，可自动控制水泵工作进行排水工作，减少人工成本和巡查人员的安全事故。

技术方案：本发明所述的一种基于物联网技术的深基坑降排水控制系统，包括相互之间通讯连接的控制模块、数据采集和分析模块，所述控制模块包括主控制器、与所述主控制器连接的无线收发模块、输入模块、输出模块和电源模块；

所述的主控制器选用STM32系列32位ARM微控制器，主控制器的21脚接数字输入信号水位传感器，接收水位传感器发送的状态信号；主控制器的30脚、31脚接无线收发模块的29、30脚，通过UART口将采集的水位状态数据发送给无线收发模块；

所述的无线收发模块采用中兴通讯的GSM850/EGSM900/DCS1800/PCS1900四频工业模块MG2639，无线收发模块的7脚RSSI_LED内部下拉，17脚与主控制器的27脚I/O口连接，24脚连接有低电平脉冲模块，29、30脚接主控制器的UART接口；

所述的输入模块用来采集深基坑水位状态数据和水泵工作状态数据，包括相互并联连接的电阻R36和电阻R38，所述电阻R36另一端还连接有电阻R34和发光二极管LED4，所述电阻R38另一端连接有三极管Q6的基极，所述三极管Q6的发射极连接有电阻R50，所述三极管Q6的集电极还连接有电阻R36另一端；

所述的输出模块的输入端与主控制器的25脚连接，输出端通过继电器与潜水泵连接；该数字输出模块包括相互并联连接的电阻R42和电阻R44，所述电阻R42另一端还连接有电阻R40和发光二极管LED6，所述电阻R44另一端连接有三极管Q8的基极，所述三极管Q8的发射极连接有电阻R52，所述三极管Q8的集电极还连接有电阻R42另一端；

所述的数据采集和分析模块通过内部的采集机采集控制模块获取的水位数据，并保存到数据库，形成历史数据；并对历史数据进行分析和挖掘，形成水位动态状态信息、报警信息、水情预测信息，并通过Internet向客户端发送消息。

进一步的，所述输出模块的输出端通过继电器与潜水泵连接。

进一步的，所述无线收发模块的29、30脚接主控制器的UART接口，用于发送AT指令、传输数据业务、升级模块软件，通信速率设置为19200bps。

进一步的，所述低电平脉冲模块的持续时间2s~5s。

进一步的，所述的电源模块包括3.9V电源模块和3.3V电源模块，所述3.9V电源模块采用MIC29302电源转换芯片，为无线收发模块芯片MG2639提供电源；3.3V电源模块采用XC6219B332MR电源转换芯片，为STM32主控制器、485接口电路和数字量输入输出电路提供电源。

本发明还公开了上述一种基于物联网技术的深基坑降排水控制系统的控制方法，包括如下步骤：

（1）通过设置在深基坑井点管内的水位传感器动态实时采集水位信息，水位信息传到控制模块，并由控制模块通过GPRS通信方式实时传输给采集机；