一种基于物联网的隧道塌方信息应急系统及塌方判定方法与流程

文档序号:25992230发布日期:2021-07-23 21:04阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于物联网的隧道塌方信息应急系统,其特征在于,包括:wf-iot网关和多个无线重力传感驱动电源;

所述wf-iot网关安装于隧道口;

多个所述无线重力传感驱动电源沿着隧道的长度方向等距安装于隧道内,任一所述无线重力传感驱动电源包括:电源模块、重力传感器模块和wf-iot无线通信模块,重力传感器模块和wf-iot无线通信模块一一对应设置,所述电源模块用于给重力传感器模块和wf-iot无线通信模块供电,所述重力传感器模块用于采集所述无线重力传感驱动电源的实时下坠状态数据,并将实时下坠状态数据传输至对应的wf-iot无线通信模块,wf-iot无线通信模块用于接收实时下坠状态数据,并通过wf-iot网关将实时下坠状态数据发送给外部平台。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的隧道塌方信息应急系统,其特征在于,所述电源模块包括市电供电电路和备用蓄电池供电电路,所述市电供电电路用于在市电正常时给重力传感器模块及wf-iot无线通信模块供电,所述备用蓄电池供电电路用于在市电供电电路无法供电时给重力传感器模块及wf-iot无线通信模块供电。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的隧道塌方信息应急系统,其特征在于,所述重力传感器模块包括:

加速度测量电路,用于采集所述无线重力传感驱动电源的持续下坠信号;

信号处理电路,用于处理下坠信号并将下坠信号发送至所述wf-iot无线通信模块。

4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的隧道塌方信息应急系统,其特征在于,所述wf-iot无线通信模块包括节点电路和无线通信电路,所述节点电路和无线通信电路分别与所述信号处理电路连接用于将处理后的下坠信号经所述wf-iot网关发送给外部平台。

5.根据权利要求3所述的一种基于物联网的隧道塌方信息应急系统,其特征在于,所述加速度测量电路包括scl3300-d01芯片,所述scl3300-d01芯片的a_extc引脚经电容c6后接地,vdd引脚经电容c8后接地,d_extc电路经电容c7后接地,dvio引脚经电容c9后接地,csb引脚、miso引脚、sck引脚、mosi引脚分别接入所述处理电路;所述信号处理电路包括stm32l431cbt6芯片,所述stm32l431cbt6芯片的vbat引脚经电容c10后接地,osc32_in引脚与osc32_out接接晶振y1,osc_in引脚与osc_out引脚接晶振y2,sck引脚、miso引脚、mosi引脚、csb引脚对应连接所述scl3300-d01芯片的sck引脚、miso引脚、mosi引脚、csb引脚;mcu_de/re引脚、mcu_rxd引脚、mcu_txd引脚分别接入收发电路。

6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的隧道塌方信息应急系统,其特征在于,所述wf-iot无线通信模块包括节点电路和无线通信电路,所述节点电路和无线通信电路分别与所述信号处理电路连接用于将处理后的下坠信号经所述wf-iot网关发送给外部平台;所述节点电路包括,接插件p1的3号引脚、5号引脚分别与所述stm32l431cbt6芯片的第一串口插接、第二串口插接;所述无线通信电路包括gm3085e芯片,所述gm3085e芯片的mcu_de/re引脚、mcu_rxd引脚、mcu_txd引脚对应连接所述stm32l431cbt6芯片的mcu_de/re引脚、mcu_rxd引脚、mcu_txd引脚。

7.根据权利要求6所述的一种基于物联网的隧道塌方信息应急系统,其特征在于,所述电源模块包括市电供电电路和备用蓄电池供电电路,所述市电供电电路用于在市电正常时给重力传感器模块及wf-iot无线通信模块供电,所述备用蓄电池供电电路用于在市电供电电路无法供电时给重力传感器模块及wf-iot无线通信模块供电;所述市电供电电路包括ht7333-2芯片,ht7333-2芯片经vin引脚接收0.1a电流电路和24v电压,经vout引脚输出3.3v电压分别接入scl3300-d01芯片、stm32l431cbt6芯片和gm3085e芯片;所述备用蓄电池供电电路包括am21-5w05v芯片,所述am21-5w05v芯片的vout引脚接入二极管d6的正极,所述二极管d6的正极接入p沟道mos管q1的栅极,p沟道mos管q1的源极作为所述备用蓄电池供电电路的输出端,所述二极管d6的负极以及p沟道mos管q1的漏级接电源端。

8.一种基于物联网的隧道塌方判定方法,应用于权利要求1-7任一项所述的系统,其特征在于,包括以下步骤:

接收wf-iot无线通信模块发送的下坠状态数据,所述下坠状态数据至少包括该wf-iot无线通信模块对应的无线重力传感驱动电源的下坠加速度值;

若下坠加速度值达到重力加速度值,则生成一个告警信息;

若同一时段收到的告警信息的数量超过预设个数时,则判定为隧道塌方。

9.根据权利要求8所述的一种基于物联网的隧道塌方判定方法,其特征在于,所述若同一时段收到的告警信息的数量超过预设个数时,则判定为隧道塌方的步骤中还包括:

若同一时段收到多个相邻wf-iot无线通信模块的告警信息的数量超过预设个数时,则判定为隧道塌方。

10.根据权利要求8所述的一种基于物联网的隧道塌方判定方法,其特征在于,还包括以下步骤:

计算隧道塌方长度l;

l=(n-1)*l;

其中,n为收到的告警信息的数量,l为相邻两个无线重力传感驱动电源之间的距离,任意相邻两个无线重力传感驱动电源之间等距。


技术总结
本发明公开了一种基于物联网的隧道塌方信息应急系统及塌方判定方法,涉及检测隧道塌方技术领域,该系统包括:WF‑IoT网关和多个无线重力传感驱动电源;这样的系统,打通了隧道内部物联网络与隧道外部网络的网络通道。当出现塌方时,重力传感器模块采集无线重力传感驱动电源的实时下坠状态数据,并WF‑IoT无线通信模块用于接收实时下坠状态数据并发送给外部平台生成报警信息,便于工作人员及时发现隧道塌方情况,及时启动事故救援应急预案。该方法包括:接收WF‑IoT无线通信模块发送的下坠状态数据;若下坠加速度值达到重力加速度值,则生成一个告警信息;若同一时段收到的告警信息的数量超过预设个数时,则判定为隧道塌方。这样的判断方法,简单有效,可以准确判断隧道塌方。

技术研发人员:万谊;孙长征;申云川
受保护的技术使用者:四川诸哿优势智能科技有限责任公司
技术研发日:2021.05.04
技术公布日:2021.07.23
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