[实用新型]基于ZigBee技术的综合管廊健康监测系统

说明书

本实用新型公开了基于ZigBee技术的综合管廊健康监测系统，包括多个数据采集节点、一个协调器节点和一台计算机，数据采集节点分为应变采集节点和位移采集节点，部分数据采集节点具有路由功能。ZigBee网络采用树状结构，数据采集节点经过无线直接或路由与协调器节点通信。协调器节点即可以通过USB与计算机连接上传数据，也可以作为手持显示终端单独使用。系统通过对综合管廊内管道垂直方向变形和管道支架垂直受力变形的监测，可以确定综合管廊局部沉降程度以及管道的受力情况。通过对综合管廊节与节变形缝之间局部沉降位移、水平位移、轴向位移的监测，可以判断综合管廊结构不均匀变形。系统和数据采集节点采用了多项低功耗设计，使用电池供电。

技术领域

本实用新型涉及综合管廊监测技术领域，尤其是基于ZigBee技术的综合管廊健康监测系统。

背景技术

近年来，随着城市化建设的快速发展，城市的规模不断扩大，同时需要不断地开展基础设施和公共设施的建设与完善，其中综合管廊的建设得到快速发展，国家、地方相继出台了大量政策支持综合管廊的建设。与以往管线埋设方式不同，综合管廊是建设的专用地下城市管道综合走廊，将电力、通信，燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体，实施统一规划、统一设计、统一建设和管理，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。综合管廊建设极大方便了市政管线设施的检查、维护、保养和维修，虽然一次性投资高于管线独立铺设的成本，但是降低了路面多次翻修的费用和工程管线的维修费用，也避免由于敷设和维修地下管线频繁挖掘道路而对交通和居民出行造成影响，保证路面的完整性和耐久性。

综合管廊工程一般情况下采用整体现浇钢筋混凝土结构形式或预制钢筋混凝土拼接方法进行施工，在具体建设过程中往往需要设置变形缝，并且尽可能增加每节箱涵的长度，减少变形缝的数量。在管廊节与节变形缝之间通常采用橡胶和双组份聚硫密封膏加聚乙烯低发泡填缝，确保变形缝的密封性能，防止出现渗漏。

综合管廊所处位置的地质环境地质条件的不同，包括土质类型、土质性能、土质状态、水分含量等多种因素，在环境荷载作用下可能会出现不均匀局部沉降、水平位移、轴向位移等结构不均匀变形。这些问题不仅会使变形缝开裂渗漏，严重削弱混凝土管廊的适用性和耐久性，还会对管廊内的各类管道产生附加应力和变形而造成不良影响。针对这些问题应该做到及时发现及时处理，避免问题的扩大而造成不必要的损失。

目前综合管廊监测系统主要是对环境参数和火灾进行监测，监测的环境参数主要包括环境温湿度、含氧量、硫化氢浓度、甲烷浓度等，火灾监测主要是通过烟雾检测来实现，监测系统多采用分散式数据采集系统，采用有线传输方式。针对综合管廊结构参数的监测，主要参数是管廊节与节之间由于局部沉降引起的变形缝错位位移，多采用非电子测量的方法，这种方法一般是人工检测，实时性差、浪费人力物力。也有用电子测量系统对结构变形缝错位和位移进行监测，系统采用分散式数据采集有线数据传输方式，这种方式施工安装复杂，系统成本和人工成本较高。

实用新型内容

针对上述存在的问题，本实用新型的目的是提供基于ZigBee技术的综合管廊健康监测系统，通过数据采集节点对综合管廊内的钢制管道变形和管道支架受力变形参数的检测，通过对综合管廊节与节变形缝之间位移参数的检测，并将这些参数经过ZigBee无线传感器网络传输到协调器和计算机进行监测，确定综合管廊结构健康状况，以及重要管路的运行状态。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：