一种新型高支模采集预警系统的制作方法

1.本实用新型涉及建筑安全防护技术领域，尤其涉及一种新型高支模采集预警系统。


背景技术：

2.随着经济社会的持续快速发展和建筑科学技术的日益进步，各种商业建筑、住宅工程的规模、空间和体量均呈逐步增长趋势；建筑物的平面布局、结构类型更加复杂多样；大坡度、大截面梁以及大空间的建筑物层出不穷，从而就要求建筑物的支撑体系要更高大、更复杂，基于此，高大支模的应用也越来越普遍，随之而来的，高支模的安全风险也越来越高。高支模坍塌事故的发生往往具有突发性，从出现危险征兆到事故发生通常只有数分钟乃至几十秒的时间，时间很短，现场往往来不及进行安全排查，事故即告发生，加上高支模本身具有的高空间、大跨度等特点，导致高支模安全事故一旦发生，就会造成重大人员伤亡和巨大的经济损失。
3.传统的高支模通常采用有线或者无线的方式进行高支模的监测，有线在施工现场施工难，不易安装，无线的方式可能会遇到信号弱的时候，数据传输遇到阻碍，经常导致数据传输不及时或者数据丢失的情况发生，且传统的高支模无法对发生险情的位置进行快速定位。因此，为了解决上述问题，本实用新型提供了一种新型高支模采集预警系统，能够对发生险情的位置进行精准定位，并采用4g的主模式上传数据，当信号减弱时，自动换到lora网络，提高数据传输的可靠性。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种新型高支模采集预警系统，能够对发生险情的位置进行精准定位，并采用4g的主模式上传数据，当信号减弱时，自动换到lora网络，提高数据传输的可靠性。
5.本实用新型提供的一种新型高支模采集预警系统，包括：定位模块(1)、传感器(2)、ad转换模块(3)、控制器(4)、电源模块(8)、无线通讯模块电源控制电路(9)、无线通讯模块(5)、服务器(6)和报警模块(7)；
6.定位模块(1)与控制器(4)电性连接，定位模块(1)用于实时传输位置信息至控制器(4)；
7.传感器(2)的输出端与ad转换模块(3)的输入端电性连接，ad转换模块(3)的输出端与控制器(4)的通用输入端电性连接；
8.电源模块(8)的电能输出端与各模块的供电端电性连接，电源模块(8)的电能输出端与无线通讯模块电源控制电路(9)的输入端电性连接，无线通讯模块电源控制电路(9)的控制端与控制器(4)的i/o口电性连接，无线通讯模块电源控制电路(9)的输出端与无线通讯模块(5)的供电端电性连接；
9.无线通讯模块(5)的通信口与控制器(4)的通信端电性连接，无线通讯模块(5)与
服务器(6)信号连接，服务器(6)与报警模块(7)信号连接。
10.在上述方案的基础上，优选的，所述无线通讯模块(5)包括lora通讯模块(51)和4g通讯模块(52)；所述lora通讯模块(51)和4g通讯模块(52)的通信口分别与控制器(4)的通信端电性连接，无线通讯模块电源控制电路(9)的输入端与电源模块(8)的电能输出端电性连接，无线通讯模块电源控制电路(9)的输出端与4g通讯模块(52)的供电端电性连接，lora通讯模块(51)的供电端与电源模块(8)的电能输出端电性连接。
11.在上述方案的基础上，优选的，所述无线通讯模块电源控制电路(9)包括电阻r12-r15，三极管q3、mos管q4；电阻r12的一端与控制器(4)的i/o口电性连接，电阻r12的另一端分别与电阻r15的一端、三极管q3的基极电性连接，电阻r15的另一端与三极管q3的发射极均接地，三极管q3的集电极与电阻r13的一端电性连接，电阻r13的另一端分别与电阻r14的一端、mos管q4的栅极电性连接，mos管q4的漏极与电阻r14的另一端与4g通讯模块(52)的供电端电性连接，mos管q4的源极与电源模块(8)的电能输出端电性连接。
12.在上述方案的基础上，优选的，所述报警模块(7)包括无线通信模块(71)、处理器(72)、声光报警器(73)、声光报警器电源控制电路(74)、语音播报器(75)、语音播报器电源控制电路(76)和电源管理模块(77)；
13.所述处理器(72)的通信端通过无线通信模块(71)与服务器(6)信号连接，电源管理模块(77)的电能输出端分别与处理器(72)的电源端、无线通信模块(71)的电源端、声光报警器电源控制电路(74)的输入端、语音播报器电源控制电路(76)的输入端电性连接，声光报警器电源控制电路(74)的控制端与处理器(72)的i/o口电性连接，声光报警器电源控制电路(74)的输出端与声光报警器(73)的电源端电性连接，语音播报器电源控制电路(76)的控制端与处理器(72)的i/o口电性连接，语音播报器电源控制电路(76)的输出端与语音播报器(75)的电源端电性连接。
14.在上述方案的基础上，优选的，所述声光报警器电源控制电路(74)包括电阻r1-r4、三极管q1和mos管q2；电阻r1的一端与处理器(72)的i/o口电性连接，电阻r1的另一端分别与电阻r2的一端、三极管q1的基极电性连接，电阻r2的另一端与三极管q1的发射极均接地，三极管q1的集电极分别与电阻r3的一端、电阻r4的一端电性连接，电阻r3的另一端接+12v电压，电阻r4的另一端与mos管q2的栅极电性连接，mos管q2的源极与电源管理模块(77)的电能输出端电性连接，mos管q2的漏极与声光报警器(73)的电源端电性连接。
15.在上述方案的基础上，优选的，所述语音播报器电源控制电路(76)包括电阻r21-r23、mos管q6和三极管q7；具体的，电源管理模块(77)的电能输出端分别与电阻r21的一端和mos管q6的源极电性连接，mos管q6的漏极与语音播报器(75)的电源端电性连接，mos管q6的栅极分别与电阻r21的另一端和电阻r22的一端电性连接，电阻r22的另一端与三极管q7的集电极电性连接，三极管q7的发射极接地，处理器(72)的i/o口通过电阻r23与三极管q7的基极电性连接。
16.在上述方案的基础上，优选的，还包括摄像头模块(12)；所述摄像头模块(12)与控制器(4)电性连接。
17.在上述方案的基础上，优选的，所述传感器(2)包括位移传感器、压力传感器和/或倾角传感器。
18.在上述方案的基础上，优选的，所述定位模块(1)采用gps定位芯片。
19.在上述方案的基础上，优选的，还包括存储模块(10)；所述存储模块(10)通过数据线与控制器(4)电性连接。
20.与现有技术相比，本实用新型提供的一种新型高支模采集预警系统，具备以下有益效果：
21.(1)本实用新型提供的一种新型高支模采集预警系统，通过设置定位模块实时采集位置信息，通过设置传感器对高支模模架的荷载、位移、倾斜等重要参数进行采集，设备可同时利用公网和自由网络进行数据传输，无惧现场网络环境，拓展了应用场景，数据传输可靠性强；
22.(2)无线通讯模块设置了lora通讯模块和4g通讯模块，提供公网和自由网络两种方式进行数据传输，扩展了应用场景，并且可以根据现场网络环境切换lora通讯模块和4g通讯模块，使实现数据的高效传输，保证数据传输的可靠性；
23.(3)无线通讯模块电源控制电路，用于控制4g通讯模块的供电状态，在模块不工作时，断开4g通讯模块的电源，进而减少整体的能耗；报警模块中同时采用声光报警器和语音播报器两种方式进行报警，实用性强。
24.(4)存储模块可以在完全没有4g网络的情况下对数据进行保存，防止数据丢失。
附图说明
25.图1为本技术实施例提供的一种新型高支模采集预警系统的模块示意图；
26.图2为本技术实施例提供的一种新型高支模采集预警系统中的报警模块的结构图；
27.图3本技术实施例提供的一种新型高支模采集预警系统中的无线通讯模块电源控制电路的电路图；
28.图4为本技术实施例提供的一种新型高支模采集预警系统中声光报警器电源控制电路的电路图；
29.图5为本技术实施例提供的一种新型高支模采集预警系统中语音播报器电源控制电路的电路图。
具体实施方式
30.下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本技术一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。
31.如图1所示，本实施例提供的一种新型高支模采集预警系统，包括：定位模块1、传感器2、ad转换模块3、控制器4、电源模块8、无线通讯模块电源控制电路9、无线通讯模块5、服务器6和报警模块7。
32.定位模块1，用于传输定位信息传输至控制器4，控制器4通过无线通讯模块5传输至服务器6；所述定位模块1与控制器4电性连接。定位模块1采用gps定位芯片，采用gps定位属于现有技术，不涉及相关改进，因此不多加赘述。
33.传感器2，用于实时采集高支模的位姿参数，并传递给控制器4。传感器2包括位移传感器2、压力传感器2和/或倾角传感器2；传感器2采集的位移的变化量、压力的变化量和/
或角度的变化量传递给控制器4。传感器2输出端与ad转换模块3的输入端电性连接。
34.ad转换模块3，用于对传感器2采集的信号进行模数转换，并传输至控制器4中。ad转换模块3的输出端与控制器4的通用输入端电性连接。ad转换模块3采用现有技术实现即可，此处不多加赘述。
35.电源模块8，为本系统中各用电器件提供工作电压。其中，传感器2以及无线通讯模块常用的工作电压为3.3v、5v或12v，本实施例中的电源模块8可以输出不同电压等级的电压信号，电源模块8的电能输出端分别与各模块的供电端电性连接。优选的，电源模块8采用了静态功耗很低的tps62150芯片，降低整个系统在停止工作状态下的能耗。本实施例并不涉及对电源模块8结构的改进，因此，可以采用tps62150芯片数据手册上典型应用电路，在此不再累述。电源模块8的电能输出端与各模块的供电端电性连接。电源管理模块77的用于为报警模块7中各用电器件提供工作电压，其结构与电源模块8完全一致，此处不重复介绍。
36.无线通讯模块5，用于将传感器2采集的信号、定位模块1采集的定位信号、摄像头模块12采集的现场图片信息传输至服务器6。无线通讯模块5的通信口与控制器4的通信端电性连接，无线通讯模块5与服务器6信号连接。
37.电源模块8的电能输出端与无线通讯模块电源控制电路9的输入端电性连接，无线通讯模块电源控制电路9的控制端与控制器4的i/o口电性连接，无线通讯模块电源控制电路9的输出端与无线通讯模块5的供电端电性连接；无线通讯模块5包括lora通讯模块51和4g通讯模块52；所述lora通讯模块51和4g通讯模块52的通信口分别与控制器4的通信端电性连接，无线通讯模块电源控制电路9的输入端与电源模块8的电能输出端电性连接，无线通讯模块电源控制电路9的输出端与4g通讯模块52的供电端电性连接，lora通讯模块51的供电端与电源模块8的电能输出端电性连接。
38.无线通讯模块电源控制电路9，用于控制4g通讯模块52的供电状态，在4g模块不工作时，断开4g通讯模块52的电源，进而减少整体的能耗。如图3所示，无线通讯模块电源控制电路9包括电阻r12-r15，三极管q3、mos管q4；其中，电阻r12的一端与控制器4的i/o口电性连接，电阻r12的另一端分别与电阻r15的一端、三极管q3的基极电性连接，电阻r15的另一端与三极管q3的发射极均接地，三极管q3的集电极与电阻r13的一端电性连接，电阻r13的另一端分别与电阻r14的一端、mos管q4的栅极电性连接，mos管q4的漏极与电阻r14的另一端与4g通讯模块52的供电端电性连接，mos管q4的源极与电源模块8的电能输出端电性连接。当4g模块不工作时，控制器4的i/o输出低电平，三极管q3断开，进而驱动mos管q4断开，切断电源模块8与4g通讯模块52的供电端之间的供电线路，进而减少整体的能耗。
39.控制器4，通过4g通讯模块52将传感器2自身采集的变化量传递给服务器6，读取一定时间周期内传感器2采集到的数据变化量，并与预设的变化量进行对比，当传感器2采集的数据变化量低于各个传感器2变化量极限时，向服务器6发出预警指令，服务器6将预警指令传输至报警模块7，报警模块7进行报警。优选的，当网络信号强时，控制器4通过4g通讯模块52将传感器2自身采集到的变化量以及预警指令直接传输至服务器6；当网络信号弱时，控制器4通过lora通讯模块51将传感器2自身采集到的变化量以及预警指令传输至服务器6。其中，采用4g通讯模块52和lora通讯模块51进行无线通信属于本领域的公知常识，本领域的技术人员可以根据现有文献的记载实现4g通信和lora通信。
40.报警模块7，当控制器4判断传感器2变化量低于各个传感器2变化量极限时，向服
务器6发出预警指令，服务器6将预警指令传输至报警模块7，报警模块7进行报警。服务器6与报警模块7信号连接。优选的，如图2所示，所述报警模块7包括无线通信模块71、处理器72、声光报警器73、声光报警器电源控制电路74、语音播报器75、语音播报器电源控制电路76和电源管理模块77。所述处理器72的通信端通过无线通信模块71与服务器6信号连接，电源管理模块77的电能输出端分别与处理器72的电源端、无线通信模块71的电源端、声光报警器电源控制电路74的输入端、语音播报器电源控制电路76的输入端电性连接，声光报警器电源控制电路74的控制端与处理器72的i/o口电性连接，声光报警器电源控制电路74的输出端与声光报警器73的电源端电性连接，语音播报器电源控制电路76的控制端与处理器72的i/o口电性连接，语音播报器电源控制电路76的输出端与语音播报器75的电源端电性连接。其中，声光报警器电源控制电路74用于控制声光报警器73的电源，进而控制声光报警器73的启停；语音播报器电源控制电路76用于控制语音播报器75的电源，进而控制语音播报器75的启停。声光报警器73用于进行声光报警，语音播报器75用于进行语音提示，具体提示内容可以自行设置。
41.无线通信模块71，用于接收服务器传输过来的预警指令，并传输至控制器。处理器77，用于控制声光报警器和语音播报器的启停。
42.如图4所示，声光报警器电源控制电路74包括电阻r1-r4、三极管q1和mos管q2；电阻r1的一端与处理器72的i/o口电性连接，电阻r1的另一端分别与电阻r2的一端、三极管q1的基极电性连接，电阻r2的另一端与三极管q1的发射极均接地，三极管q1的集电极分别与电阻r3的一端、电阻r4的一端电性连接，电阻r3的另一端接+12v电压，电阻r4的另一端与mos管q2的栅极电性连接，mos管q2的源极与电源管理模块77的电能输出端电性连接，mos管q2的漏极与声光报警器73的电源端电性连接。其中，vin表示电源管理模块77的电能输出端，vout表示声光报警器73的电源端，当处理器72的i/o口输出高电平时，三极管q1导通，进而驱动mos管q2导通，此时，电源管理模块77与声光报警器73的电源端之间的线路导通，电源管理模块77输出电能至声光报警器73的电源端，声光报警器73上电报警。
43.优选的，如图5所示，语音播报器电源控制电路76包括：电阻r21-r23、mos管q6和三极管q7；具体的，电源管理模块77的电能输出端分别与电阻r21的一端和mos管q6的源极电性连接，mos管q6的漏极与语音播报器75的电源端电性连接，mos管q6的栅极分别与电阻r21的另一端和电阻r22的一端电性连接，电阻r22的另一端与三极管q7的集电极电性连接，三极管q7的发射极接地，处理器72的i/o口通过电阻r23与三极管q7的基极电性连接。其中，v_in表示电源管理电路的电能输出端；sens_pwr_ctl表示处理器72的i/o口，该端口输出控制三极管q7导通或截止的控制信号；v_sensor表示语音播报器75的电源端。当sens_pwr_ctl输出高电平时，三极管q7导通，进而驱动mos管q6导通，此时，电源管理模块77与语音播报器75的电源端之间的线路导通，电源管理模块77输出的电能输出至语音播报器75的电源端，语音播报器75上电进行报警。
44.作为本实用新型的一种优选的实施方式，本系统还包括摄像头模块12；所述摄像头模块12与控制器4电性连接。摄像头模块12用于采集现场的图像信息，并将照片通过无线通讯模块5传输至服务器6。摄像头模块12不涉及电路结构的改进，采用现有技术实现即可。
45.服务器6，接收4g模块或lora模块上传的传感器2自身采集到的变化量以及预警指令、定位模块1采集的定位信息以及摄像头模块12采集的现场图像信息。
46.本实施例提供的一种新型高支模采集预警系统还包括app移动端，app移动端与服务器6信号连接，app移动端可以实时显示服务器6中接收到的数据。
47.本实施例提供的一种新型高支模采集预警系统还包括存储模块10，存储模块10，通过数据线与控制器4电性连接，用于在现场完全没有4g网络的情况下，存储数据。
48.本实施例的有益效果：
49.本实用新型提供的一种新型高支模采集预警系统，通过设置定位模块实时采集位置信息，通过设置传感器对高支模模架的荷载、位移、倾斜等重要参数进行采集，设备可同时利用公网和自由网络进行数据传输，无惧现场网络环境，拓展了应用场景，数据传输可靠性强；
50.无线通讯模块设置了lora通讯模块和4g通讯模块，提供公网和自由网络两种方式进行数据传输，扩展了应用场景，并且可以根据现场网络环境切换lora通讯模块和4g通讯模块，使实现数据的高效传输，保证数据传输的可靠性；
51.无线通讯模块电源控制电路，用于控制4g通讯模块的供电状态，在模块不工作时，断开4g通讯模块的电源，进而减少整体的能耗；报警模块中同时采用声光报警器和语音播报器两种方式进行报警，实用性强。
52.存储模块可以在完全没有4g网络的情况下对数据进行保存，防止数据丢失。
53.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。