一種采集地下環境檢測數據的系統的制作方法

本實用新型屬于數據處理領域，尤其涉及一種采集地下環境檢測數據的系統。

背景技術：

近年來，城市道路地下空洞事故頻發，地下空洞的形成，通常是由于道路經過多年的使用后，往往會出現土壤層局部疏松、脫空，在水蝕作用下逐步形成地下空洞。隨著城市道路設計的標準提高，道路的結構層越來越厚，承載力越來越強，結構層下局部的空洞，在一般情況下很難發現。只有當空洞形成一定規模、面積時，在車輛碾壓、雨水浸泡等外力條件下，達到臨界點時才會開成坍塌。而這時的空洞已經擴大，坍塌往往會造成較為嚴重的災害和損失。

目前，通常道路日常巡視側重于觀察道路是否有龜裂、坑槽、沉陷等表面隱患。不重視道路結構層下可能存在的空洞，而且現有技術沒有技術能檢測道路地下空洞，因此很多道路都存在安全隱患。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種采集地下環境檢測數據的系統，旨在解決現有技術沒有技術能檢測道路地下空洞，導致很多道路都存在安全隱患的問題。

本實用新型提供了一種采集地下環境檢測數據的系統，所述系統包括多個地下環境檢測裝置、多個與任意一個地下環境檢測裝置通過微波進行點對點通信的微波基站、和通過互聯網與多個微波基站通信的服務器。

進一步地，所述地下環境檢測裝置包括中央處理器、分別與中央處理器電連接的衛星定位模塊、數字預處理模塊、電源模塊、探地雷達模塊和數據交互模塊，數字預處理模塊還與探地雷達模塊連接，數據交互模塊包括數據交互收發機和與數據交互收發機電連接的數據交互天線。

進一步地，所述地下環境檢測裝置還包括與中央處理器電連接的GPRS模塊，所述服務器還通過移動通信基站和互聯網與地下環境檢測裝置通信。

進一步地，所述中央處理器、數字預處理模塊、電源模塊和數據交互模塊的數據交互收發機放置在檢測車內，衛星定位模塊和數據交互模塊的數據交互天線安裝在檢測車頂，探地雷達模塊安裝在檢測車的車頭、車尾或車的底部。

進一步地，所述地下環境檢測裝置包括中央處理器、分別與中央處理器電連接的衛星定位接收模塊、數字預處理模塊、電源模塊、數據交互收發機和探地雷達處理器，數字預處理模塊還與探地雷達處理器電連接，地下環境檢測裝置還包括與探地雷達處理器電連接的探地雷達天線，與數據交互收發機電連接的數據交互天線和與衛星定位接收模塊電連接的衛星定位天線，其中，中央處理器、衛星定位接收模塊、數字預處理模塊、電源模塊、數據交互收發機和探地雷達處理器內置于殼體中，探地雷達天線、數據交互天線和衛星定位天線安裝于殼體的外部或與殼體呈一體化結構。

進一步地，對于安裝于陸地交通工具的尾部的地下環境檢測裝置，探地雷達天線安裝于殼體的底部，衛星定位天線安裝于殼體的頂部，數據交互天線安裝于殼體的外側面或頂部；

對于安裝于陸地交通工具的底盤的地下環境檢測裝置，探地雷達天線安裝于殼體的底部，衛星定位天線通過傳輸線與衛星定位接收模塊電連接，傳輸線從殼體的側面或底部延伸出來，衛星定位天線固定在陸地交通工具的頂部，數據交互天線安裝于殼體的外側面。

進一步地，所述地下環境檢測裝置還包括與中央處理器電連接的GPRS模塊，所述GPRS模塊內置于殼體中，所述服務器還通過移動通信基站和互聯網與地下環境檢測裝置通信。

在本實用新型中，由于采集地下環境檢測數據的系統包括多個地下環境檢測裝置、多個與任意一個地下環境檢測裝置通過微波進行點對點通信的微波基站、和通過互聯網與多個微波基站通信的服務器。因此服務器可以融合所有地下環境檢測裝置檢測的數據，對道路進行地下環境，例如空洞分析，從而可以提前對地下空洞進行修復，以防止造成坍塌事故。另外，由于中央處理器、衛星定位接收模塊、數字預處理模塊、電源模塊、數據交互收發機和探地雷達處理器內置于殼體中，探地雷達天線、數據交互天線和衛星定位天線安裝于殼體的外部；因此地下環境檢測裝置可以安裝于任何陸地交通工具中，例如專用于檢測的汽車或者私家車等，方便采集道路地下環境數據，且能為多個車輛的數據融合提供便捷的傳輸通道。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例提供的采集地下環境檢測數據的系統的網絡架構示意圖。

圖2是本實用新型實施例提供的采集地下環境檢測數據的系統中的地下環境檢測裝置的結構示意圖。

圖3和圖4是本實用新型實施例提供的地下環境檢測裝置安裝在汽車上的示意圖。

圖5是本實用新型實施例提供的采集地下環境檢測數據的系統中的地下環境檢測裝置的另一結構示意圖。

圖6是本實用新型實施例提供的采集地下環境檢測數據的方法的流程圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

為了說明本實用新型所述的技術方案，下面通過具體實施例來進行說明。

請參閱圖1，本實用新型實施例提供的采集地下環境檢測數據的系統包括多個可以安裝于任何陸地交通工具中的地下環境檢測裝置101、多個與任意一個地下環境檢測裝置101通過微波進行點對點通信的微波基站102、和通過互聯網與多個微波基站102通信的服務器103。微波基站102和服務器103均可以通過光纖或無線通信方式接入互聯網。

服務器103還可通過移動通信基站104和互聯網與地下環境檢測裝置101通信，服務器103可以通過光纖或無線通信方式接入互聯網。

下面舉例說明采用本實用新型實施例提供的采集地下環境檢測數據的系統來采集道路上的地下環境檢測數據：

多個地下環境檢測裝置安裝在物流公司的多臺車輛上，物流公司的多臺車輛在道路上行駛，安裝在每臺車輛上的地下環境檢測裝置分別檢測所行駛過的道路的地下環境，當物流公司的車輛回到物流公司時，安裝在車輛上的地下環境檢測裝置將檢測到的所行駛過的道路的地下環境數據，通過微波與安裝在物流公司的微波基站進行點對點通信，微波基站和地下環境檢測裝置可以支持>200Mbs的無線傳輸速率，微波基站接收到數據時，將數據通過互聯網傳送至服務器，供服務器融合所有地下環境檢測裝置檢測的數據，對道路進行地下環境分析。

請參閱圖2，本實用新型實施例提供的采集地下環境檢測數據的系統中的地下環境檢測裝置包括中央處理器11、分別與中央處理器11電連接的衛星定位模塊12、數字預處理模塊13、電源模塊14、探地雷達模塊15和數據交互模塊16，數字預處理模塊13還與探地雷達模塊15連接。該地下環境檢測裝置還可以包括與中央處理器11電連接的GPRS模塊17。

中央處理器11用于接收衛星定位模塊12和數字預處理模塊13的數據和信號，根據該數據和信號提供空洞檢測、空洞成像、實時預警等功能，也可以將數據初步分析并由數據交互模塊16通過微波基站發送給服務器來分析。

衛星定位模塊12由北斗衛星導航模塊和/或GPS衛星導航模塊構成，當衛星定位模塊12由北斗衛星導航模塊和GPS衛星導航模塊組合定位時，定位精度可以達到<1m，該指標為整個道路空洞檢測的精確數據融合提供基礎，為區分車道采集數據提供精確位置信息。

數字預處理模塊13用于對探地雷達模塊15采集的信號進行壓縮、去噪、邊緣提取等初步分析，后將處理結果發送給中央處理器11。

電源模塊14包括把車載發動機電源轉換為系統可用電源的功能模塊，也可以包括備用電源以保證中央處理器11在斷電狀態下持續工作。

探地雷達模塊15可以包括地表耦合探地雷達和/或空氣耦合探地雷達。地表耦合探地雷達包括相連的地表耦合探地雷達天線及地表耦合探地雷達處理器，用于提取更為精密的垂直信息或更為深度的探測。空氣耦合探地雷達包括相連的空氣耦合探地雷達天線及空氣耦合探地雷達處理器，空氣耦合探地雷達采用2-20ns的雷達脈沖機制，工作頻段在200MHz～3Ghz,用于可變速度(高速可達>＝60km/h)行駛狀態下的路況信息探測。

數據交互模塊16用于將中央處理器11處理的結果通過微波基站和互聯網發送給服務器。數據交互模塊16為安裝在多個車輛上的地下環境檢測裝置采集的數據融合提供便捷的傳輸通道，數據交互模塊16支持>200Mbs的無線傳輸速率，可以和微波基站進行數據交互。數據交互模塊可以通過微波基站和互聯網將一段時間內采集到的數據回傳到服務器。數據交互模塊16包括數據交互收發機和與數據交互收發機電連接的數據交互天線。

GPRS模塊17用于將中央處理器11的處理結果，例如采集狀態(例如位置、車道)、分析結果(空洞大小、路況信息)，通過移動通信基站和互聯網發送至服務器，從而進行有效資源調配。移動通信基站可以是4G基站、5G基站等。

請參閱圖3和圖4，本實用新型實施例提供的地下環境檢測裝置中的中央處理器、數字預處理模塊、電源模塊和數據交互模塊的數據交互收發機放置在檢測車內，衛星定位模塊12和數據交互模塊的數據交互天線272安裝在檢測車頂，地表耦合探地雷達251安裝在檢測車的車頭、車尾或車的底部，高度可調，當車載系統處于高速行駛狀態，地表耦合探地雷達251處于收起狀態，當有需要探測特殊區域時，例如提取更為精密的垂直信息或更為深度的探測，使用該地表耦合探地雷達251。空氣耦合探地雷達252安裝在檢測車的車頭或車尾。地表耦合探地雷達251和空氣耦合探地雷達252的探地雷達處理器也可以安裝在檢測車內。

由于本實用新型實施例提供的地下環境檢測裝置包括中央處理器、分別與中央處理器電連接的衛星定位模塊、數字預處理模塊、探地雷達模塊和數據交互模塊。因此能檢測道路地下空洞，從而可以提前對地下空洞進行修復，以防止造成坍塌事故，且能為多個車輛的數據融合提供便捷的傳輸通道。

請參閱圖5，本實用新型實施例提供的采集地下環境檢測數據的系統中的另一種地下環境檢測裝置包括：中央處理器21、分別與中央處理器21電連接的衛星定位接收模塊22、數字預處理模塊23、電源模塊24、探地雷達處理器25和數據交互收發機26，數字預處理模塊23還與探地雷達處理器25電連接，地下環境檢測裝置還包括與衛星定位接收模塊22電連接的衛星定位天線27，與探地雷達處理器25電連接的探地雷達天線28，以及與數據交互收發機26電連接的數據交互天線29。其中，中央處理器21、衛星定位接收模塊22、數字預處理模塊23、電源模塊24、探地雷達處理器25和數據交互收發機26內置于殼體31中，衛星定位天線27、探地雷達天線28和數據交互天線29安裝于殼體31的外部或與殼體31呈一體化結構。

該地下環境檢測裝置還包括與中央處理器21電連接的GPRS模塊30，GPRS模塊30內置于殼體31中。

該地下環境檢測裝置可以安裝于任何陸地交通工具中，例如專用于檢測的汽車或者私家車等。地下環境檢測裝置可以安裝于陸地交通工具的尾部或者底盤。對于安裝于陸地交通工具的尾部的地下環境檢測裝置，探地雷達天線28安裝于殼體31的底部，衛星定位天線27安裝于殼體31的頂部，數據交互天線29安裝于殼體31的外側面或頂部，即衛星定位天線27朝天空以便接收衛星信號，探地雷達天線28朝地面以便檢測地下環境，數據交互天線29朝后面空曠地或天空以便發送和接收交互的數據。對于安裝于陸地交通工具的底盤的地下環境檢測裝置，探地雷達天線28安裝于殼體31的底部，衛星定位天線27通過傳輸線與衛星定位接收模塊22電連接，傳輸線從殼體31的側面或底部延伸出來，衛星定位天線27固定在陸地交通工具的頂部，數據交互天線29安裝于殼體31的外側面，即衛星定位天線27朝天空，探地雷達天線28朝地面，數據交互天線29朝后面或旁邊空曠地以便發送和接收交互的數據。

探地雷達處理器25和探地雷達天線28可以分別是地表耦合探地雷達處理器和地表耦合探地雷達天線，也可以分別是空氣耦合探地雷達處理器和空氣耦合探地雷達天線。或者，探地雷達處理器25包括地表耦合探地雷達處理器和空氣耦合探地雷達處理器，探地雷達天線28包括地表耦合探地雷達天線和空氣耦合探地雷達天線，地表耦合探地雷達處理器與地表耦合探地雷達天線電連接，空氣耦合探地雷達處理器與空氣耦合探地雷達天線電連接。

地表耦合探地雷達處理器和地表耦合探地雷達天線用于提取更為精密的垂直信息或更為深度的探測。空氣耦合探地雷達處理器和空氣耦合探地雷達天線采用2-20ns的雷達脈沖機制，工作頻段在200MHz～3Ghz,用于可變速度(高速可達>＝60km/h)行駛狀態下的路況信息探測。

中央處理器21用于接收衛星定位接收模塊22和數字預處理模塊23的數據和信號，根據該數據和信號提供地下環境、空洞檢測、空洞成像、實時預警等功能，也可以將數據初步分析并通過數據交互收發機26和數據交互天線29發送給外部中央處理器來分析。

衛星定位接收模塊22和衛星定位天線27分別是北斗衛星導航模塊和北斗衛星定位天線；或者，衛星定位接收模塊22和衛星定位天線27分別是GPS衛星導航模塊和GPS衛星定位天線；或者，衛星定位接收模塊22和衛星定位天線27分別是Glonass(GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM，格洛納斯)衛星導航模塊和Glonass衛星定位天線；或者，衛星定位接收模塊22包括北斗衛星導航模塊和GPS衛星導航模塊，衛星定位天線27包括北斗衛星定位天線和GPS衛星定位天線，北斗衛星導航模塊與北斗衛星定位天線電連接，GPS衛星導航模塊與GPS衛星定位天線電連接。當衛星定位接收模塊22由北斗衛星導航模塊和GPS衛星導航模塊組合定位時，定位精度可以達到<1m，該指標為整個道路空洞檢測的精確數據融合提供基礎，為區分車道采集數據提供精確位置信息。

數字預處理模塊23用于對探地雷達處理器25采集的信號進行壓縮、去噪、邊緣提取等初步分析，后將處理結果發送給中央處理器21。

電源模塊24包括把車載發動機電源轉換為地下環境檢測裝置可用電源的轉換模塊，也可以包括備用電源以保證中央處理器21在斷電狀態下持續工作。其中轉換模塊通過傳輸線與車載發動機電源電連接，傳輸線從殼體31延伸出來。

數據交互收發機26和數據交互天線29用于為多個車輛的數據融合提供便捷的傳輸通道，數據交互收發機26支持>200Mbs的無線傳輸速率，可以和數據采集終端機或外部服務器進行數據交互；數據交互收發機26可以和WIfi或4G、5G公用網絡聯網，將采集狀態(例如位置、車道)、分析結果(空洞大小、路況信息)實時傳遞給外部中央云控制平臺和大數據處理中心，從而進行有效資源調配。數據交互收發機26和數據交互天線29可以通過無線網絡或移動通信基站將采集到的數據及時回傳到終端大數據庫或者經過中央處理器初步處理后及時回傳；且該數據交互方式也可以等模塊采集了一段時間數據后，于汽車基站通過無線或者有線傳輸。

GPRS模塊30用于將中央處理器21的處理結果發送至用戶終端。

由于本實用新型實施例提供的采集地下環境檢測數據的系統中的另一種地下環境檢測裝置包括中央處理器、分別與中央處理器電連接的衛星定位接收模塊、數字預處理模塊、電源模塊和探地雷達處理器。因此能檢測道路地下環境，例如空洞，從而可以提前對地下空洞進行修復，以防止造成坍塌事故。另外，由于地下環境檢測裝置包括與中央處理器電連接的數據交互收發機和與數據交互收發機電連接的數據交互天線，因此能為多個車輛的數據融合提供便捷的傳輸通道。另外，由于中央處理器、衛星定位接收模塊、數字預處理模塊、電源模塊、數據交互收發機和探地雷達處理器內置于殼體中，探地雷達天線、數據交互天線和衛星定位天線安裝于殼體的外部；因此地下環境檢測裝置可以安裝于任何陸地交通工具中，例如專用于檢測的汽車或者私家車等，方便采集道路地下環境數據。

請參閱圖6，本實用新型實施例提供的采集地下環境檢測數據的系統采集地下環境檢測數據的方法包括以下步驟：

S101、多個地下環境檢測裝置分別檢測地下環境，得到地下環境數據；

S102、每個地下環境檢測裝置將得到的地下環境數據通過微波與對應的微波基站進行點對點通信；

S103、每個微波基站接收到地下環境檢測裝置得到的地下環境數據后，實時或定時通過互聯網傳送至服務器；

S104、服務器融合所有地下環境檢測裝置檢測的數據，對道路進行地下環境分析。

在本實用新型實施例提供的采集地下環境檢測數據的方法中，S101之后所述方法還可以包括以下步驟：

地下環境檢測裝置將得到的地下環境數據通過移動通信基站和互聯網傳送至服務器。

在本實用新型中，由于采集地下環境檢測數據的系統包括多個地下環境檢測裝置、多個與任意一個地下環境檢測裝置通過微波進行點對點通信的微波基站、和通過互聯網與多個微波基站通信的服務器。因此服務器可以融合所有地下環境檢測裝置檢測的數據，對道路進行地下環境，例如空洞分析，從而可以提前對地下空洞進行修復，以防止造成坍塌事故。另外，由于中央處理器、衛星定位接收模塊、數字預處理模塊、電源模塊、數據交互收發機和探地雷達處理器內置于殼體中，探地雷達天線、數據交互天線和衛星定位天線安裝于殼體的外部；因此地下環境檢測裝置可以安裝于任何陸地交通工具中，例如專用于檢測的汽車或者私家車等，方便采集道路地下環境數據，且能為多個車輛的數據融合提供便捷的傳輸通道。

本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬件來完成，所述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質中，所述的存儲介質，如ROM/RAM、磁盤、光盤等。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。