[发明专利]护岸抛石稳定性监测系统及其监测方法

权利要求书

1.一种护岸抛石稳定性监测系统，其特征是：包括测控单元、监测分布单元、报警单元、平台服务器、监控终端和供电装置；

所述测控单元，用于通过无线方式与所述监测分布单元和平台服务器通信交互，并向所述报警单元发送报警触发命令；

所述监测分布单元，用于实时采集被监测护岸的形态监测数据，并将所述形态监测数据发送给测控单元；

所述报警单元，用于接收测控单元发送的报警触发命令，实现对所述被监测护岸现场进行声/光报警；

所述平台服务器，用于将测控单元发送的形态监测数据存储；

所述监控终端，用于读取平台服务器中的所述形态监测数据，利用数据库进行大数据分析，判断被监测护岸的稳定状态及是否向测控单元发出报警指令，并对形态监测数据进行可视化展示，从而实现护岸水下根石状态的实时监测；

所述供电装置，用于向测控单元和报警单元供电。

2.根据权利要求1所述的护岸抛石稳定性监测系统，其中：所述测控单元包括无线通信模块、数据采集模块、第一RF射频传输模块、第二RF射频传输模块；

所述第一RF射频传输模块与所述监测分布单元通信交互，将监测分布单元发送的所述形态监测数据传输给所述数据采集模块；数据采集模块将接收的形态监测数据通过所述无线通信模块发送给所述平台服务器，并与所述第二RF射频传输模块进行通信；第二RF射频传输模块，用于向所述报警单元发送报警触发命令。

3.根据权利要求2所述的护岸抛石稳定性监测系统，其中：所述第一RF射频传输模块和第二RF射频传输模块，分别通过各自的信道来进行信号的传输，避免传感信号及报警信号之间的数据干扰，提高数据传输准确率。

4.根据权利要求1或2所述的护岸抛石稳定性监测系统，其中：所述的监测分布单元，包括拉绳位移感知单元、坡比感知单元、姿态感知单元；

所述拉绳位移感知单元，用于感知被监测护岸横向变形数据，并通过无线传输方式与所述测控单元进行数据通信；

拉绳位移感知单元由拉绳位移传感器和RF射频发送模块组成；所述拉绳位移传感器固定于护岸被监测位置，拉绳位移传感器的拉绳端部与钢绞线相连，钢绞线另一端沿护岸水平方向围绕被监测位置锚固在护岸上，所述钢绞线用细管进行套装保护，拉绳位移传感器通过防水接头与所述RF射频发送模块通信连接，RF射频发送模块的发射天线为漂浮天线；

所述坡比感知单元，用于感知被监测护岸纵向坡比变形数据，并通过无线传输方式与所述测控单元进行数据通信；

坡比感知单元由柔性测斜仪和RF射频发送模块组成；所述柔性测斜仪采取斜向贴坡方式布设紧贴在护岸水下被监测位置处的根石表面；柔性测斜仪外表面套装有耐压软管以增加其抗剪能力，在所述耐压软管上间隔固定配重块以增加测值稳定性；柔性测斜仪通过防水接头与所述RF射频发送模块通信连接，RF射频发送模块的发射天线为漂浮天线；

所述姿态感知单元，用于感知被监测护岸姿态数据，并通过无线传输方式与所述测控单元进行数据通信；

姿态感知单元由姿态传感器和RF射频发送模块组成；所述姿态传感器由陀螺仪、加速度计和地磁场传感器组合而成；姿态传感器内嵌于护岸上预设的监测石块中，用于获取所述监测石块的加速度、角速度和角度值；姿态传感器通过防水接头与所述RF射频发送模块通信连接，RF射频发送模块的发射天线为漂浮天线；监控终端通过监测石块的加速度、角速度和角度值，计算监测石块转动的角度值和位移值，从而反映被监测护岸水下根石的位置变化和走向。

5.根据权利要求1、2或4所述的护岸抛石稳定性监测系统，其中：还包括远程监测分布单元；所述远程监测分布单元，用于实时采集远距离的被监测护岸的形态监测数据，并将所述形态监测数据通过无线中继单元放大后发送给所述测控单元。

6.一种权利要求1所述监测系统的监测方法，其特征是：

所述测控单元中的所述数据采集模块通过串行接口向所述第一RF射频传输模块发送数据采集命令，监测分布单元通过第一RF射频传输模块接收到采集命令后，监测分布单元中的所述姿态传感器、拉绳位移传感器和柔性测斜仪在收到采集命令后，分别向数据采集模块发送当前的监测数据；数据采集模块在收到所述监测数据后，对数据进行分析、计算以及滤波后得出该时刻的数据信息，通过内嵌程序算法计算，得出该时刻被监测护岸的状态是否稳定，若不稳定，则通过第二RF射频传输模块发送报警命令，报警单元接到报警命令后，进行声光报警，并将数据结果按照指定的协议通过无线通信模块发送到所述平台服务器；平台服务器在收到数据包之后，通过数据解析程序对数据进行解析和存储；所述监测终端对收到的解析数据进行二次判断，利用数据库进行大数据分析，判断被监测护岸的稳定状态，并对所述解析数据进行可视化展示，从而实现护岸水下根石状态的实时监测。