[发明专利]一种基于物联网的在线自动化监测系统及方法

说明书

本发明涉及地质、岩土和结构工程的测量和监测领域，提供一种基于物联网的在线自动化监测系统及方法，用于实现现场数据的远端获取及处理。本发明提供的一种基于物联网的在线自动化监测系统，包括云端、数据采集端、监测端，所述监测端同数据采集端连接，所述数据采集端同云端连接；所述云端包括可视化模块和数据处理模块，所述数据采集端同数据处理模块连接；所述监测端包括多个监测模块，所述监测模块布设在相应的监测对象上，用于测量监测对象的物理状态。实现了对多种工程类别、多个工程项目的岩土体或工程结构物的变形或变化的有效监测、预警与管控。

技术领域

本发明涉及地质、岩土和结构工程的测量和监测领域，具体涉及一种基于物联网的在线自动化监测系统及方法。

背景技术

变形安全监测技术是典型的跨学科、跨领域技术，融合土木工程、测绘工程、工程地质与水文地质、岩土工程及计算机科学等多学科的知识，在岩土工程（基坑工程、边坡工程、软土地基处理工程）、地质工程（地质灾害，如：滑坡、崩塌、地沉陷）、结构工程（建筑物、构筑物、隧道等）等多个工程领域中应用广泛。其目的是通过多期测量岩土体、结构物等工程对象及其周边环境的位移、倾斜、受力、渗流等工程物理量，了解监测对象的变化发展过程并分析其安全状态（稳定性），提供安全预警及为工程设计、施工提供数据支持。

在上述多个工程领域中虽然各自对于变形安全监测的技术要求存在差异，但变形安全监测的基本方法是通用的。当前常用的变形安全监测手段有采用全站仪、水准仪、三维激光扫描等仪器设备的监控测量方法，采用摄像头、无人机三维摄像方法及基于GPS卫星定位测量方法等。但是这些手段的数据采集及后处理均依赖人工操作，外业工作时间长、内业数据处理工作量庞大、效率低，更无法满足部分工程领域（如地质灾害）长时期、高监测频、数据分析及预警时效性等要求。当前基于GNSS定位的自动化监测方法存在前端设备体积大、成本高、部署不灵活（有顶部净空、供电、通信、防雷等要求）、精度不足、测量因素单一等不足。

当前还有部分基于传感器的自动化监测系统，前端数据采集部分与后端数据处理服务器之间需要通过专网连接，这种架构硬件成本高、建设工程量大，部署不灵活。此外，当前的自动化监测系统普遍还存在不同类型的前端数据采集设备与后端数据处理软件自成体系（各体系不能相互兼容，集成难度高，可靠性差）、后端数据处理软件无法按照行业规范要求实现数据可视化、联动预警、自动报表等业务功能。

发明内容

本发明解决的技术问题为实现现场数据的远端获取，提供一种基于物联网的在线自动化监测系统及方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种基于物联网的在线自动化监测系统，包括云端、数据采集端、监测端，所述监测端同数据采集端连接，所述数据采集端同云端连接；所述云端包括可视化模块和数据处理模块，所述数据采集端同数据处理模块连接，所述数据采集端将监测端获取到的数据传递给云端，所述云端的数据处理模块将数据处理后由可视化模块输出；所述监测端包括多个监测模块，所述监测模块布设在相应的监测对象上，用于测量监测对象的物理状态。

通过云端控制现场的监测端进行监测，并获取数据，数据采集端起到了连接云端和监测端的作用。

实现了监测现场的远程控制，可以对多种工程类别、多个工程项目的岩土体或工程结构物的变形或变化的有效监测、预警与管控。

优选地，所述监测模块包括倾角传感器、裂缝监测装置、位移传感器、力传感器、水位传感器、降雨量传感器、激光位移传感器、声光报警器、卫星定位装置中的一种或几种；所述监测端不少于一个，不同的所述监测端同数据采集端连接，所述数据采集端同不少于一个监测端连接；所述监测端同数据采集端之间通过基于16进制的通讯指令的协议进行通讯，所述协议包括但不限于Modbus、CANbus。监测模块用于监测不良地质体的姿态，并将监测到的数据及时向外传递。