專利名稱：遠程自動化施工監測系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種基于網絡的遠程自動化監測系統，特別是涉及一種遠程自動化施工監測系統。
背景技術：
工程施工監測是確保工程質量和施工安全的重要手段，目前采用人工監測手段較為常見，根據檢測結果分析得出結構物的性能指標和安全狀態等參數，但對于離岸距離遠、測點多且分散的施工項目，采用人工檢測的方式相當困難且工作量巨大，短時間內無法完成檢測工作。尤其是外海施工項目易受臺風等惡劣天氣因素的影響，并不具備人工檢測的條件，故無法在第一時間內獲取監測對象的信息，不利于及時發現并解決問題。但是，隨著計算機網絡技術和現代測試技術的發展，遠程監測的技術開發方案成為可能。采用自動化監測技術，可通過遠程控制終端發送指令對需要重點關注的監測對象在一定時間段內執行連續、密集或針對性的監測，檢測人員無須親臨現場或惡劣的環境就可以達到監測目的，減少值守工作人員，最終實現遠端的無人或少人值守，為工程上的分析判斷提供非常好的手段。工程施工監測首先解決工程監測的時效性問題。某些特殊施工場合監測數據易受外部氣候因素的影響，如碼頭的位移量和地基土孔隙水壓隨著潮汐變化而出現規律性浮動，橋塔的水平位移受日照影響而“搖擺”，還有混凝土的拉應變在發生開裂的瞬間會出現劇變等等。若采用人工監測時，這些測試數據都是定時測試的數值，很難獲得連續時間段內的測試數據，給事后分析造成一定困難，而采用自動監測方式具有獨到的優勢。其次，需要解決多種物理量同時監測的問題。通常同一個施工現場，監測的物理對象有很多，常見的有位移、孔隙水壓、應力、沉降等，監測數據是通過多種傳感器獲得的，其測試原理和輸出信號輸出類型可能不一樣，相應的數據采集方式也不同。監測人員需要及時掌握現場情況，且往往需要同時多種物理量來進行分析判斷，如對于一個港工結構物的監測需要同時看到位移、沉降以及內力變化情況，以往的監測工作中，這些數據的采集是相對獨立的，不便于技術人員的及時分析和判斷。此外，監測數據遠程傳輸是極其重要的環節，一方面由于施工項目可能位于外海或山區等偏遠場合，公網信號差，不具備通過公共信息平臺進行數據傳輸的條件。另一方面，即使有公共網絡覆蓋，由于其在數據傳輸帶寬和速度方面的限制，在某些對數據傳輸速度、數據容量和實時性等要求較高的場合也難以滿足要求，需要建立專用網絡進行數據傳輸，它具有數據傳輸速度快、安全性高、獨立性強等優點。因此，需要一種遠程自動化施工監測系統，實現多個施工場地或者施工數據的實時采集，完成遠程傳輸和檢測。
實用新型內容鑒于以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種遠程自動化施工監測系統，用于解決現有技術中各個施工現場及單個監測對象分別監測，并且不能實時遠程多對象綜合監測的問題。為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種遠程自動化施工監測系統，所述施工監測系統包括設于施工現場的多個不同類型傳感器，以及與所述傳感器對應相連的多個測控裝置，所述傳感器用來檢測所需的不同類型的監測數據，所述測控裝置內設有依次相連的數據采集模塊、微控制器和遠程通訊模塊，所述數據采集模塊與對應的所述傳感器相連；中央控制器，與各測控裝置中的遠程通訊模塊相連；用戶終端，通過網絡與中央控制器相連；所述數據采集模塊采集所述傳感器監測到的監測數據并傳輸給所述微控制器，所述微控制器將所述監測數據通過遠程通訊模塊傳輸給中央控制器。優選地，所述微控制器與所述遠程通訊模塊上均設有相互通訊的RS485通訊接口，所述遠程通訊模塊包括光纖傳輸裝置、3G信號傳輸裝置和專網信號傳輸裝置中的一種或多種。 優選地，所述傳感器為振弦式傳感器、差阻式傳感器、電壓式傳感器或電流式傳感器中的一種或多種。優選地，所述中央控制器與一報警模塊相連。優選地，所述測控裝置內設有電源模塊，所述電源模塊為所述微控制器、數據采集模塊和遠程通訊模塊供電。優選地，所述電源模塊包括太陽能發電系統和電源控制器，所述太陽能發電系統通過電源控制器與所述微控制器、數據采集模塊和遠程通訊模塊相連。優選地，所述用戶終端包括計算機終端用戶和手持終端用戶。如上所述，本實用新型的遠程自動化施工監測系統，具有以下有益效果其為一種專門針對工程施工監測的遠程自動測控裝置與數據管理平臺，主要用于施工監測場合的各種數據采集、分析、處理、發布和報警的工作，其制作成本低，安裝和操作均非常簡單，穩定性好，極大降低了施工監測成本；自動化工作效率高，可自動采集各種類型和數量的數據，具有多種數據通訊方式，也可根據需要對監測項目所有的監測部位進行布置，特別適用于施工監測點多且分散，以及不具備人工值守條件的外海工程的施工監測工作。
圖1顯示為本實用新型的遠程自動化施工監測系統示意圖。圖2顯示為本實用新型的測控裝置的具體結構示意圖。元件標號說明I傳感器2、21、22、23、24測控裝置201數據采集模塊202微控制器203RS485 通訊接口204遠程通訊模塊205太陽能發電系統206電源控制器3報警模塊[0026]4中央控制5網絡6用戶終端
具體實施方式
以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優點及功效。請參閱圖1至圖2。須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，并非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關系的改變或大小的調整，在不影響本實用新型所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本實用新型所揭示的技術內容得能涵蓋的范圍內。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的范圍，其相對關系的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本實用新型可實施的范疇。如圖1所示，本實用新型提供一種遠程自動化施工監測系統，其包括設于施工現場的多個不同類型的傳感器，以及與傳感器對應相連的多個測控裝置見圖1中的21-24，如圖2所示，傳感器I用來檢測所需的不同類型的監測數據，測控裝置2內設有依次相連的數據采集模塊201、微控制器202和遠程通訊模塊204，數據采集模塊201與對應的傳感器I相連；中央控制器4，與各測控裝置21-24中的遠程通訊模塊204相連；用戶終端6，通過網絡5與中央控制器4相連；數據采集模塊201采集傳感器I監測到的監測數據并傳輸給微控制器202，微控制器202將該監測數據通過遠程通訊模塊204傳輸給中央控制器4。本實用新型采用測控裝置中的遠程通訊模塊將采集到的監測數據發送給中央控制器，該中央控制器接收現場測控裝置上傳的施工監測數據并進行分析、處理與網絡發布，向下發送測控指令。中央控制器可以連接多個測控裝置，完成多個施工現場以及同個施工現場多種數據的監測；通過組網方式，中央控制器可同時與多達255個測控裝置通訊，可同時監測多達8000個測點，完全滿足施工項目監測的需要。所有的監測數據經中央控制器處理后，實時發布至互聯網絡上，監測人員、管理者等授權用戶通過用戶終端可隨時隨地掌握施工監測信息。如圖2所示詳細的描述了每個測控裝置的具體結構，上述傳感器I為振弦式傳感器、差阻式傳感器、電壓式傳感器或電流式傳感器中的一種或多種。傳感器根據施工現場的實際情況進行選型，但傳感器輸出的物理量應與測控裝置匹配。上述數據采集模塊201內置32路接口，可擴展至256通道，主要完成各類傳感器輸出物理信號的數據采集，并與微控制器進行數據通信。上述微控制器202與遠程通訊模塊204上均設有相互通訊的RS485通訊接口 203，通過RS485通訊接口實現數據的轉換傳輸。遠程通訊模塊204包括光纖傳輸裝置、3G信號傳輸裝置和專網信號傳輸裝置中的一種或多種。其中，光纖傳輸裝置中的光纖轉換器成對使用，一端接受微控制器發送的RS485數據轉換的信號，另一端將中間信號還原成電信號與計算機進行數據通信。本測控裝置2內設有電源模塊，電源模塊為微控制器202供電，也為數據采集模塊和遠程通訊模塊供電。該電源模塊可以由太陽能發電系統205和電源控制器206組成，太陽能發電系統205通過電源控制器206與微控制器202相連，為微控制器和數據采集模塊、遠程通訊模塊提供DC12V電源。上述中央控制器4與一報警模塊3相連，該報警模塊當系統或數據出現異常時則發出報警信息，將報警信息以短信或郵件的方式通知用戶。上述用戶終端6包括計算機終端用戶(即PC機用戶終端)和手持終端用戶，用戶通過用戶終端并根據訪問權限獲得中央控制器內的監測數據。本實用新型的遠程自動化施工監測系統具體工作過程為在施工監測區域，根據測點的類型、數量及分布情況，安裝一臺或多臺自動化測控裝置(見圖1中的22-24)。各類傳感器I的輸出信號接入測控裝置2的數據采集模塊201，在微控制器202的控制數據采集模塊完成數據采集、存儲和發送工作，電源控制器206為數據采集模塊201和微控制器202提供DC12V電源，微控制器202自帶RS485通訊接口 203，通過該RS485通訊接口與遠程通訊模塊204進行數據傳輸，遠程通訊模塊204可根據項目具體需要擴展為合適的數據傳輸方式，如光纖、3G公網平臺和專網平臺等。監測數據通過上述方式傳輸至中央控制器4，本中央控制器可以連接多個測控裝置2，所有的監測數據經中央控制器器處理后，實時發布至互聯網絡上，監測人員、管理者等授權用戶通過用戶終端可隨時隨地掌握施工監測信息。本實用新型可以實現以下主要功能①可同時接入多種類型傳感器輸出信號，單臺測控裝置可接入32通道信號，通過擴展后，可接入超過8000通道信號；②可根據現場條件靈活選擇遠程數據傳輸方式，即靈活選擇遠程通訊模塊；③本地數據實時存儲與遠程數據傳輸相結合，引入軟件容錯處理機制，確保數據
安全可靠；④利用報警模塊，可以異常報警及短信、郵件提醒；⑤中央控制器可以將監測數據自動分析處理并通過網絡平臺實時發布；⑥可以根據工程的實際需要對系統進行擴容；⑦可以對用戶進行分權限設置，不同的用戶可以訪問不同的監測數據。綜上所述，本實用新型的遠程自動化施工監測系統，其采用太陽能發電系統供電，具有對常見的施工監測物理量進行自動數據采集，實時本地數據存儲，遠程數據傳輸與控制，監測數據分析、管理與發布等功能，通過互聯網絡平臺，系統實時將監測結果發送至計算機終端或手持終端用戶，并對產生異常的結果進行報警，方便監測人員和管理者能及時做出科學判斷與決策，同時有利于降低人工成本。所以，本實用新型有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。
權利要求1.一種遠程自動化施工監測系統，其特征在于，所述施工監測系統包括設于施工現場的多個不同類型的傳感器(1)，以及與所述傳感器對應相連的多個測控裝置(2)，所述傳感器(I)用來檢測所需的不同類型的監測數據，所述測控裝置(2)內設有依次相連的數據采集模塊(201)、微控制器(202)和遠程通訊模塊(204)，所述數據采集模塊(201)與對應的所述傳感器(I)相連；中央控制器(4)，與各測控裝置(2)中的遠程通訊模塊(204)相連；用戶終端(6)，通過網絡(5)與中央控制器(4)相連；所述數據采集模塊(201)采集所述傳感器(I)監測到的監測數據并傳輸給所述微控制器(202 )，所述微控制器(202 )將所述監測數據通過遠程通訊模塊(204 )傳輸給中央控制器 (4)。
2.根據權利要求1所述的遠程自動化施工監測系統，其特征在于所述微控制器(202) 與所述遠程通訊模塊(204)上均設有相互通訊的RS485通訊接口(203)，所述遠程通訊模塊 (204)包括光纖傳輸裝置、3G信號傳輸裝置和專網信號傳輸裝置中的一種或多種。
3.根據權利要求1所述的遠程自動化施工監測系統，其特征在于所述傳感器(I)為振弦式傳感器、差阻式傳感器、電壓式傳感器或電流式傳感器中的一種或多種。
4.根據權利要求1所述的遠程自動化施工監測系統，其特征在于所述中央控制器(4) 與一報警模塊(3)相連。
5.根據權利要求1所述的遠程自動化施工監測系統，其特征在于所述測控裝置(2)內設有電源模塊，所述電源模塊為所述微控制器(202)、數據采集模塊(201)和遠程通訊模塊 (204)供電。
6.根據權利要求5所述的遠程自動化施工監測系統，其特征在于所述電源模塊包括太陽能發電系統(205)和電源控制器(206)，所述太陽能發電系統(205)通過電源控制器 (206)與所述微控制器(202)、數據采集模塊(201)和遠程通訊模塊(204)相連。
7.根據權利要求1所述的遠程自動化施工監測系統，其特征在于所述用戶終端(6)包括計算機終端用戶和手持終端用戶。
專利摘要本實用新型提供一種遠程自動化施工監測系統，其包括設于施工現場的多個傳感器，以及與傳感器對應相連的多個測控裝置，傳感器用來檢測所需的不同數據，測控裝置內設有依次相連的數據采集模塊、微控制器和遠程通訊模塊，數據采集模塊與對應的傳感器相連；中央控制器，與各測控裝置中的遠程通訊模塊相連；用戶終端，通過網絡與中央控制器相連；數據采集模塊采集傳感器檢測到的數據并傳輸給微控制器，微控制器將數據通過遠程通訊模塊傳輸給中央控制器。本實用新型實現了多種不同類型施工監測數據的自動采集、實時存儲與遠程數據傳輸，確保監測數據的有效性，節省了人力物力。
文檔編號G05B19/418GK202886960SQ20122054479
公開日2013年4月17日 申請日期2012年10月23日 優先權日2012年10月23日
發明者舒方法, 楊三元, 蔣健, 桑霜, 竇浩明, 時蓓玲, 曹新海, 吳俊杰 申請人:中交上海三航科學研究院有限公司, 中交第三航務工程局有限公司