基于光纖傳感的樓宇智能監測系統的制作方法
【專利說明】基于光纖傳感的樓宇智能監測系統
[0001]
技術領域
[0002]本發明涉及一種樓宇智能監測方法，尤其是一種適用于商務辦公樓、學校、醫院、銀行等建筑樓宇中的基于光纖傳感的樓宇智能監測系統。
【背景技術】
[0003]智能建筑是隨著人類對建筑內外信息交換、安全性、舒適性、便利性和節能性的要求產生的。智能建筑及節能行業強調用戶體驗，具有內生發展動力。建筑智能化提高客戶工作效率，提升建筑適用性，降低使用成本，已經成為發展趨勢。調查顯示，2012年我國新建建筑中智能建筑的比例僅為26%左右，遠低于美國的70%、日本的60%，市場拓展空間巨大。同時，我國城鎮化建設的不斷推進，也給智能建筑的發展提供了沃土。我國平均每年要建20億平米左右的新建建筑，前瞻預計這一過程還要持續25-30年。按照“十二五”末國內新建建筑中智能建筑占新建建筑比例30%計算，該比例提高近一倍。未來三年智能建筑市場規模增速維持在25%左右，2013年市場將超千億規模。
[0004]光纖傳感技術是20世紀70年代伴隨光纖通信技術的發展而迅速發展起來的，以光波為載體，光纖為媒質，感知和傳輸外界被測量信號的新型傳感技術。作為被測量信號載體的光波和作為光波傳播媒質的光纖，具有一系列獨特的、其他載體和媒質難以相比的優點。光波不怕電磁干擾，易為各種光探測器件接收，可方便的進行光電或電光轉換，易與高度發展的現代電子裝置和計算機相匹配。
[0005]數據處理是對數據的采集、存儲、檢索、加工、變換和傳輸。數據是對事實、概念或指令的一種表達形式，可由人工或自動化裝置進行處理。數據的形式可以是數字、文字、圖形或聲音等。數據經過解釋并賦予一定的意義之后，便成為信息。數據處理的基本目的是從大量的、可能是雜亂無章的、難以理解的數據中抽取并推導出對于某些特定的人們來說是有價值、有意義的數據。數據處理是系統工程和自動控制的基本環節。數據處理貫穿于社會生產和社會生活的各個領域。數據處理技術的發展及其應用的廣度和深度，極大地影響著人類社會發展的進程。
[0006]然而目前智能樓宇大多監測樓宇內部的視頻、安防、照明、消防、網絡通信等基本內容，很少有涉及到結構服役期間的安全問題，比如混凝土產生裂縫導致的梁柱變形過大影響結構的正常使用，地震、臺風等自然災害下的結構破壞等，這些人為的或自然的因素導致的結構安全隱患是目前的智能樓宇監測系統不能監測到的。另外，目前的智能樓宇監測系統在監測火災發生時常常因為誤報造成一些不必要的經濟損失，而低分辨率的圖像質量也使得所安裝的視頻監控系統形同虛設。在監測盜竊方面，多是單純依靠光學攝像頭或紅外線攝像頭捕捉的視頻圖像來作出監測判斷，這在某些情況并不完全湊效。
【發明內容】
[0007]本發明要解決的技術問題是提供一種監測數據準確、使用可靠、防護性能高的基于光纖傳感的樓宇智能監測系統。
[0008]為了解決上述技術問題，本發明的基于光纖傳感的樓宇智能監測系統，包括布置在建筑樓宇中的光纖傳感器和攝像頭，光纖傳感器能夠監測樓宇結構應力、應變、溫度、力口速度環境數據，攝像頭能夠實時顯示加速度所產生的振動信號，光纖傳感器的信息輸出端連接一個能夠處理光纖傳感器監測的應力應變數據、溫度數據以及振動信號數據的數據處理單元，數據處理單元的輸出端分別連接有結構損傷單元，火災報警單元和盜竊報警單元。
[0009]所述攝像頭包括光學攝像頭和紅外線攝像頭。
[0010]本發明相對現有技術具有以下優點:
1、本發明將光纖傳感技術運用于樓宇結構的智能監測中，光纖傳感器不僅能監測結構應力應變等力學屬性，還能監測樓宇的環境溫度。監測的應力應變力學數據經過配套的數據處理單元可以解析出結構的受力狀態，便于對結構作安全評估；由于光纖傳感器對溫度變化的強烈敏感性，數據處理單元處理監測的溫度信號可以及時發現樓宇內外的火災等消防隱患，保證人民的生命財產安全。
[0011]2、光纖傳感器可以長期監測結構的受力特征，就像家庭醫生一樣實時監測樓宇結構的健康狀態，跟蹤結構的健康生命曲線，便于監測出結構在某些突發情況(如地震、臺風)等作用下的結構響應，達到預警預報的功能，也有利于結構在服役后期的維修加固改造。
[0012]3、光纖傳感器可以監測樓宇的溫度變化，能及時準確的預報樓宇內發生的火災事故和定位火災發生地點，減少由于火災等安全隱患對人民生命財產安全造成的損害。
[0013]4、光纖傳感器可以監測樓宇內的微小振動信號(如加速度)，利用數據處理單元可以獲取振動源的位置，通過調用該振動源附近區域的光學攝像頭或紅外線攝像頭并調整至合適位置攝取的圖像資料，采用基于支持向量機和卡爾曼濾波技術的先進數據處理算法處理獲取的圖像資料，可以預報盜竊事故的發生，保證了樓宇內的安保監測。
[0014]5、通過整棟建筑樓宇分布式布置的光纖傳感器和重點監測區域局部布置的光纖傳感器對樓宇的監測，可以實現區域與分布式監測的結合，可在很大程度上減少傳感器布置的硬件成本。
[0015]6、本發明可適用于任何的樓宇建筑結構，用基于支持向量機、卡爾曼濾波的技術實現諸如人臉識別、圖像增強等方面的圖像處理算法，樓宇智能監測中能夠達到更佳的智能、安全、穩定、高效、可靠性好的要求。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明基于光纖傳感的樓宇智能監測系統的原理框圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和【具體實施方式】，對本發明的基于光纖傳感的樓宇智能監測系統作進一步詳細說明。
[0018]如圖所示，本發明的基于光纖傳感的樓宇智能監測系統，包括以“區域傳感與分布式傳感相結合”的方式布置在建筑樓宇中的光纖傳感器和攝像頭，利用光纖傳感等智能傳