[发明专利]一种基于谐振式传感器的隧道本体结构监测系统

权利要求书

1.一种基于谐振式传感器的隧道本体结构监测系统，包括数据采集与传输单元、数据处理与分析单元以及数据存储与人机交互单元，其特征在于：

所述数据采集与传输单元包括依次连接的振动激励模块、谐振式传感器、振动检测模块、信号调理电路模块、通信传输模块和GPS定位模块，所述谐振式传感器安装在隧道本体结构上，所述振动激励模块用于产生激励信号从而使谐振式传感器的振子产生机械振动，所述振动检测模块用于获取所述谐振式传感器输出的频率信号，所述信号调理电路模块包括放大电路和滤波电路，所述放大电路与所述振动检测模块连接，以用于将振动检测模块获得的频率信号进行放大后传输给所述滤波电路，所述滤波电路用于去除频率信号中的噪声，所述GPS定位模块用于定位谐振式传感器所处的隧道本体结构监测点的地理位置并传送给通信传输模块，以实时确认隧道本体结构的灾害发生点，所述通信传输模块用于将去除噪声后的频率信号传送给所述数据处理与分析单元；

所述数据处理与分析单元与所述数据存储与人机交互单元连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于谐振式传感器的隧道本体结构监测系统，其特征在于，所述通信传输模块包括无线通信模块、路由器和协调器，所述无线通信模块将频率信号以无线传输方式发送给最近的路由器，由路由器传递至协调器，再由协调器将数据传递给数据处理与分析单元。

3.根据权利要求2所述的一种基于谐振式传感器的隧道本体结构监测系统，其特征在于，所述通信传输模块采用ZigBee双向无线通信技术。

4.根据权利要求2所述的一种基于谐振式传感器的隧道本体结构监测系统，其特征在于，所述通信传输模块采用网状拓扑结构进行组网，使所有路由器都可转发命令和数据并和传输范围内的所有无线通信模块通信，避免当某一个路由器出现问题时导致该条路由断开而使得远离协调器的部分无线通信模块脱离网络。

5.根据权利要求1所述的一种基于谐振式传感器的隧道本体结构监测系统，其特征在于，所述数据处理与分析单元用于对获得的频率信号进行调用、数据显示与处理和/或安全评估分析。

6.根据权利要求1所述的一种基于谐振式传感器的隧道本体结构监测系统，其特征在于，所述数据存储与人机交互单元用于日常安全检查记录存储、构建大数据库和/或向用户展示状态监测结果以辅助管理人员做出安全决策。

7.根据权利要求1所述的一种基于谐振式传感器的隧道本体结构监测系统，其特征在于，所述数据存储与人机交互单元采用基于B/S架构的web应用，即将服务端应用程序部署到服务器中，以使用户通过访问服务器IP就可以进入系统查看实时监测结果。

8.根据权利要求1所述的一种基于谐振式传感器的隧道本体结构监测系统，其特征在于，根据待监测的隧道本体结构确定对应的监测横截面，然后在每个监测横截面布置多个谐振式传感器。

9.根据权利要求1所述的一种基于谐振式传感器的隧道本体结构监测系统，其特征在于，所述数据处理与分析单元依靠相应的算法和规则库，实现频率信号在后端处理器中的集中解算、过滤统计并生成预警信息，并且当数据处理与分析单元发现异常数据或数据超过预先设置的安全阀值时，会触发调用数据库历史数据进行健康对比与安全评估，实现智能研判，并将分析结果推送到数据存储与人机交互单元。

10.根据权利要求1所述的一种基于谐振式传感器的隧道本体结构监测系统，其特征在于，所述数据存储与人机交互单元包括数据存储单元和人机交互单元，所述人机交互单元为中央大屏网页端和/或智能移动端，与健康状态对应的解算数据以图形化的形式进行展示。