一种基于物联网大数据的房屋安全监测采集系统的制作方法

本实用新型涉及房屋安全监测技术领域，具体涉及一种基于物联网大数据的房屋安全监测采集系统。

背景技术：

随着国家城市化进程的高速推进，各大中城市建设工程方兴未艾，但房屋建筑受外部环境、内部结构变化及认为等不利因素影响，房屋结构会随实用年限的增加而逐步老化。为此，房屋结构的健康安全评估和安全质量愈发受到社会各方面的普遍关注，我国对房屋安全监测的工作由来已久，但监测手段与技术普遍落后，作业效率低、监测成果可靠性差，不能对房屋安全健康状况进行实时测量，而且都是依赖于人工检测，不仅耗费时间长，而且检测过程比较繁琐，因此，随着科学技术的发展，房屋安全监测逐渐摆脱过去人工监测的时代，实现在数据平台-掌上工地进行工地管理，逐渐通过采用物联网技术手段对地房屋安全数据信息进行动态实时监测，从而为房屋解危工作决策提供辅助依据，并在出现异常时发布预警提示。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于物联网大数据的房屋安全监测采集系统，根据本实用新型的能够实时监测、发送和查看房屋墙体倾斜、开裂、变形、位移等安全预警参数，从而及时解决了房屋安全监测困难问题和实现了现有房屋或楼房智能化监测并及时发出报警信号，保证了房屋监测数据的精确性、及时性和可靠性。为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术效果：

根据本实用新型的一个方面，提供了一种基于物联网大数据的房屋安全监测采集系统，包括远程监控中心、网络通信单元、前端采集控制终端和安装在每栋房屋墙体上的多个质量采集检测单元，所述质量采集检测单元用于采集房屋安全监测数据，该质量采集检测单元的数据输出端与所述前端采集控制终端的数据输入端连接，所述前端采集控制终端的数据输出端通过网络通信单元与所述远程监控中心进行通信传输连接；所述质量采集检测单元包括但不限于风向传感器、倾斜传感器、光学检测传感器、振动传感器、沉降传感器、位移传感器、雨量传感器、湿度传感器和光照传感器，所述前端采集控制终端包括数据处理器、GPS定位模块、数据存储器和图像采集模块，所述风向传感器、倾斜传感器、光学检测传感器、振动传感器、沉降传感器、位移传感器、雨量传感器、湿度传感器、光照传感器、GPS定位模块、数据存储器和图像采集模块分别与所述数据处理器连接。

上述方案进一步优选的，所述网络通信单元包括包Zigbee无线通信模块和GPRS网络通信模块，所述数据处理器的数据输出端与Zigbee无线通信模块的数据输入端连接，所述Zigbee无线通信模块的无线通信端与所述GPRS 网络通信模块的无线通信端进行通信连接，所述远程监控中心包括公共服务器和远程监控终端，所述GPRS网络通信模块与所述公共服务器进行通信连接，所述公共服务器通过无线通信网络或以太网络与所述远程监控终端进行通信连接。

上述方案进一步优选的，所述风向传感器、雨量传感器、湿度传感器和光照传感器与GPS定位模块与捆绑安装在房屋顶部的墙壁拐角处。

上述方案进一步优选的，所述倾斜传感器安装在房屋顶部的四个墙体侧壁上或房屋中间层的四个墙体拐角处，所述光学检测传感器横跨在房屋裂缝处。

上述方案进一步优选的，所述振动传感器、沉降传感器和位移传感器还与GPS定位模块捆绑安装在房屋的支撑梁、承重柱、承重墙或地基上。

位移检测，房屋某个关键结构部件，如梁、柱或承重墙的位移改变，或房屋地基的可能存在的水平缓慢滑移。在房屋健康状态发生改变时，会直接反应出来。

上述方案进一步优选的，所述位移传感器采用直线位移传感器或二维位移传感器采集房屋位移的变化量。

上述方案进一步优选的，所述远程监控终端块包括手机终端、平板电脑终端和PC机中的一种或多种，所述图像采集模块为高清晰摄像头。

上述方案进一步优选的，所述前端采集控制终端还包括报警单元，该报警单元由声音报警器、激光报警器和LED报警显示器组成，所述声音报警器、激光报警器和LED报警显示器分别与所述数据处理器连接。

上述方案进一步优选的，所述Zigbee无线通信模块采用CC2630集成电路模块，所述GPRS网络通信模块采用的型号为SIM800或SIM900无线通讯模块，所述SIM800或SIM900无线通讯模块的外形尺寸为24mm×24mm×3 mm。

综上所述，由于本实用新型采用了上述技术方案，本实用新型具有以下技术效果：

(1)、本实用新型结合房屋外部环境参数(风向参数、雨量参数、湿度参数和光照强度参数)对房屋的影响，以及或因承载严重不足、或局部碎陷或地质的变化而导致房屋墙体、混泥土结构、地基结构等产生倾斜、地基滑移、振动、沉降和裂缝，各个传感器实时采集上述对应的倾斜参数、滑移参数、振动参数、沉降参数和裂缝参数以及获取房屋同时段的GPS定位数据，并将上述采集的数据存储于数据存储器，然后将监测的数据通过无线传输方式上传至远程监控中；本实用新型的房屋安全监测系统能够实时监测、发送、分析和查看房屋墙体倾斜、开裂、变形、位移等安全预警参数，并及时解决了房屋安全监测困难问题，实现了现有房屋或楼房智能化监测并及时发出报警信号，从而保证了房屋监测数据的精确性、及时性和可靠性，最大程度地减少灾害的影响，其监测过程简单，监测时间短、操作安装方便、准确度高、无需人工干扰。

(2)本实用新型将房屋安全监测数据信息以及房屋结构响应参数通过 GPRS发送至远程终端进行查看和监测，提醒维护人员采取安全防护和维修，减少了安全隐患，降低了风险。本实用新型结合ZigBee网络和GPRS网络的物联网监测系统，实现了对房屋安全数据监测以及远程监控和管理，保证了数据的可靠和实时传输，减少了投资和维护费用，通信质量更好，功耗较低，不仅减少了人力物力；所采用的无线ZigBee数据采集实时监测房屋变形的传输监控系统采集稳定、可靠、方便、实用。安装费用低廉，维护简单，并且该传输系统可以支持无线化、智能化、支持星型，树型网型网络等多种网络拓扑结构，适合于安全性要求较高、数据点比较多、实时性要求较高的应用环境。

附图说明

图1是本实用新型的一种基于物联网大数据的房屋安全监测采集系统的原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。

如图1所示，根据本实用新型提供的一种基于物联网大数据的房屋安全监测采集系统，包括远程监控中心、网络通信单元、前端采集控制终端和安装在每栋房屋墙体上的多个质量采集检测单元，所述质量采集检测单元用于采集房屋安全监测数据，该质量采集检测单元的数据输出端与所述前端采集控制终端的数据输入端连接，所述前端采集控制终端的数据输出端通过网络通信单元与所述远程监控中心进行通信传输连接；所述质量采集检测单元包括但不限于风向传感器、倾斜传感器、光学检测传感器、振动传感器、沉降传感器、位移传感器、雨量传感器、湿度传感器和光照传感器，所述前端采集控制终端包括数据处理器、GPS定位模块、数据存储器和图像采集模块；所述风向传感器、倾斜传感器、光学检测传感器、振动传感器、沉降传感器、位移传感器、雨量传感器、湿度传感器、光照传感器、GPS定位模块、数据存储器和图像采集模块分别与所述数据处理器连接；所述风向传感器、雨量传感器、湿度传感器和光照传感器与GPS定位模块与捆绑安装在房屋顶部的墙壁拐角处，将实时监测房屋周围环境数据和获取房屋同时段的GPS定位数据；所述倾斜传感器安装在房屋顶部的四个墙体侧壁上或房屋中间层的四个墙体拐角处，所述光学检测传感器横跨在房屋裂缝处；所述振动传感器、沉降传感器和位移传感器还与GPS定位模块捆绑安装在房屋的支撑梁、承重柱、承重墙或地基上，每种类型传感器的数量可采用多个传感器设置在房屋的多个监测点进行多方位监测，以保证整个监测系统监测的准确性和可靠性。所述位移传感器采用直线位移传感器或二维位移传感器采集房屋位移的变化量，所述振动传感器、沉降传感器和位移传感器测房屋某个关键结构部件，如梁、柱或承重墙的位移改变，或房屋地基的可能存在的水平缓慢滑移，当在房屋健康状态发生改变时，会直接进行测量而反应出房屋的健康状况。

在本实用新型中，如图1所示，所述网络通信单元包括包Zigbee无线通信模块和GPRS网络通信模块，所述数据处理器的数据输出端与Zigbee无线通信模块的数据输入端连接，所述Zigbee无线通信模块的无线通信端与所述GPRS网络通信模块的无线通信端进行通信连接，所述远程监控中心包括公共服务器和远程监控终端，所述GPRS网络通信模块与所述公共服务器进行通信连接，所述公共服务器通过无线通信网络或以太网络与所述远程监控终端进行通信连接；所述Zigbee无线通信模块采用CC2630集成电路模块，所述 GPRS网络通信模块采用的型号为SIM800或SIM900无线通讯模块，所述SIM800或SIM900无线通讯模块的外形尺寸为24mm×24mm×3mm；本实用新型ZigBee无线网络和GPRS通信网络结合的物联网监测系统，实现了对边坡现场数据监测以及远程监控和管理，保证了数据的可靠和实时传输，减少了投资和维护费用，提高了通信质量；所述远程监控终端包括手机终端、平板电脑终端和PC机中的一种或多种，所述图像采集模块为高清晰摄像头，所述前端采集控制终端还包括报警单元，该报警单元由声音报警器、激光报警器和LED报警显示器组成，所述声音报警器、激光报警器和LED报警显示器分别与所述数据处理器连接。高清晰摄像头对房屋外部表面或内部表面的实际环境进行拍摄和采集，使得监测结果更加全面和准确，所述报警单元块实现对边房屋的健康程度和安全风险进行三级报警，所述三级报警别分别采用声音报警、激光报警和LED报警显示并将不同级别的报警信息发送至远程终端。本实用新型结合房屋外部环境参数(风向参数、雨量参数、湿度参数和光照强度参数)对房屋的影响，或因承载严重不足、或局部碎陷或地质的变化而导致房屋墙体、混泥土结构、地基结构等产生倾斜、地基滑移、振动、沉降和裂缝，各个传感器实时采集上述对应的倾斜参数、滑移参数、振动参数、沉降参数和裂缝参数以及获取房屋同时段的GPS定位数据，上述采集的数据存储于数据存储器，并将监测的数据通过无线传输方式上传至远程监控中心，以供远程终端(手机终端、平板电脑终端和PC机)进行实时查看，对监测的数据进行实时交互，保证了边坡监测数据的精确度。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。