[发明专利]一种智能楼宇沉降变形远程监测装置

说明书

技术领域

本发明涉及物联网监控技术领域，特别涉及一种智能楼宇沉降变形远程监测装置。

背景技术

物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中，物品能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别等各种传感技术，通过计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联与共享。目前业界普遍认可的物联网概念是通过射频(RFID)、红外感应器、全球定位系统(GPS)、激光扫描器、环境传感器、图像感知器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

随着我国社会经济的发展，高达建筑物日益增多，由于各种因素的影响，在这些工程建筑物及其设备的运营过程中，都会产生变形。这种变形在一定限度内，应认为是正常的现象，但如果超过了规定的限度，就会影响建筑物的正常使用，严重时还会危及建筑物的安全。因此，在建筑物的施工和运营期间，必须对它们进行变形监测；另一方面，为了进行科学研究以及以后的地基基础设计提供一些经验数据，也需要对建筑物进行变形监测。建筑物的变形监测内容一般有沉降监测、位移监测和倾斜变形监测等等，而建筑物的倾斜、裂缝等情况往往是由建筑物不均匀沉降引起的，这就要求对建筑物尤其是对高层建筑物进行沉降监测。通过变形监测，对所得到的变形监测数据进行分析，从而对建筑物的运营状态进行判断，当发现不正常状况时，需及时对其进行分析，找出原因并采取措施，以保证建筑施工及使用的安全。

在地面沉降变形监测种，使用最为普及的是传统测量方法，该方法是在需要进行监测的区域，按照一定的原则，布设一定数量的监测点，定期或不定期地进行点位三维坐标测量。其中，地面点的平面位置监测，采用测角、量距的方法进行；高程监测，采用水准测量的方法进行。这种监测，一般操作简单，精度高，但人工成本高，费时费力。

发明内容

(一)解决的技术问题

为了解决上述问题，本发明提供了一种智能楼宇沉降变形远程监测装置，具有观测不受气候条件限制，测站间无需保持通视，可同时测定点的三维位移及自动化程度高等优点，大大降低了人工成本，提高了监测效率。

(二)技术方案

一种智能楼宇沉降变形远程监测装置，包括信息采集模块、MCU处理模块、无线传输模块和电源供电模块，所述信息采集模块输出连接所述MCU处理模块，所述MCU处理模块经所述无线传输模块与上位机进行通信连接，所述电源供电模块为其余各模块提供电压；所述信息采集模块包括水平位移采集单元、垂直位移采集单元、基准线距离测量单元和GPS定位单元，所述水平位移采集单元监测楼宇在平面位置上随时间变化的位移量，所述垂直位移采集单元监测楼宇和地基在垂直方向上的位移，所述基准线距离测量单元监测楼宇偏离基准线的距离，所述GPS定位单元接收GPS导航卫星传来的导航电文。

进一步的，所述MCU处理模块和所述无线传输模块采用集成了8051微控制器内核的ZigBee无线芯片电路。

进一步的，所述水平位移采集单元为直线位移传感器。

进一步的，所述垂直位移采集单元为伺服式加速度传感器。

进一步的，所述基准线距离测量单元为超声波传感器。

进一步的，所述GPS定位单元采用GPS传感器电路。

进一步的，所述电源供电模块包括电池、电源稳压单元和电流电压保护单元。

再进一步的，所述ZigBee无线芯片电路包括ZigBee无线芯片、射频天线、连接器、JTAG接头、第一和第二晶振、第一和第二电感、第一～第十三电容和第一电阻，其中所述ZigBee无线芯片为40pin CC2530。

再进一步的，所述GPS传感器电路包括GPS传感器芯片、第三电感、第十四电容和第二电阻，其中所述GPS传感器芯片为24pin Ublox NEO 5Q。

再进一步的，所述电池为锂电池或太阳能电池板。

(三)有益效果

本发明提供了一种智能楼宇沉降变形远程监测装置，利用GPS和计算机技术、数据通讯技术实现从数据采集、传输、管理的自动化，达到远程在线网络实时监控的目的，监测不受气候条件限制，测站间无需保持通视，可同时测定点的三维位移及自动化程度高等优点，大大降低了人工成本，提高了监测效率，系统功耗低，成本低廉，精度高，可靠性和稳定性好，具有良好的自适应性和可扩展性。

附图说明