专利名称：一种多目标位移实时监测及预警系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多目标位移实时监测及预警系统，它是各种高大建筑物、大型构 筑物变形位移的实时监测及预警系统，是综合运用现代传感技术、网络技术及计算机技术 设计而成的监测预警系统，适用于高楼大厦、桥梁、水库大坝、油井、煤矿、险坡等建筑物、构 筑物目标变形位移(偏移)的实时监测，对监测目标超标的形变位移，实时预警预报，让人 们及时采取必要的预防措施，到达防灾、减灾的目的。
背景技术：
大型建筑物、桥梁倒塌，水库大坝溃提，油井、煤矿塌方，山体滑坡等自然灾害时有 发生，对这些目标实时监测，实时发现目标超标位移，并采取相应预防措施，是人们期待已 久的事情。过去，只能靠专家采用仪器对重点目标，重点部位进行监测，无法实现区域性、大 范围、全方位、持续性的实时监测。本发明专为解决上述问题而研发设计。
发明内容
本发明涉及一种多目标位移(偏移)实时监测及预警系统，用以跟踪监测各种高 大建筑物、桥梁、水库大坝、石油钻井、煤矿、险坡等各种目标的位移(偏移)，实时显示各种 目标的位移量(含直线位移和角位移量及经纬度变化)，对超标的位移量发出预警，让人们 及时采取必要措施，防止或减少灾害造成的影响，使国家和人民生命财产免遭损失或少遭 损失。众所周知，任何一种建筑物或构筑物的机械破坏，除地震、火山等突发灾害外，一般都 是一个由量变到质变的渐变过程，也就是说，时间上是一个持续过程，空间上是一个由微小 变形到大变形，再到损坏时的极限变形的量变过程，跟踪监测这个过程，实时预报各种目标 的位移量，及时对超标的位移发出预警，是本发明要解决的问题。本发明采用的技术方案是本发明由目标位移监测仪、GPRS通信控制器、GPRS通 信网关、监测数据管理计算机信息系统、TCP/IP网络和客户端等组成。目标位移监测仪主要由精度高、测量范围宽、抗过载和抗干扰能力强的传感器组 成，负责对监测目标位移数据的采集。GPRS网络传输系统是本发明的信息服务平台，包括 GPRS通信控制器，GPRS通信网关和宽带网，实时将目标位移监测仪采集的位移数据信息发 送到监测数据管理计算机信息系统。监测数据管理计算机信息系统接收到监测数据，在进 行数据管理的同时，对其进行分类、分析、处理，预报，若出现超标的异常数据，即启动灾害 预警预报系统，通过灾害处理专家系统中预存的相关应急处理预案及其相关职能机构的联 络方式，通过宽带网和TCP/IP网络传输给客户端。本发明由多个目标位移监测仪1、GPRS通信控制器2、GPRS通信网关3、监测数据管 理计算机信息系统‘TCP/IP网络5、客户端6组成，其中目标位移监测仪1附着在建筑物、 构筑物等各种监测目标的相关位置上，其功能是对监测目标的位移(线位移、角位移、经纬 度变化)及环境温度等进行采集，GPRS通信监控器2、GPRS通信网关3负责将目标位移监 测仪1采集到的数据实时发送到监测数据管理计算机信息系统4，监测数据管理计算机信息系统4将获得的这些数据进行分类，分析处理，通过TCP/IP网络5实时传输到客户端6， 并对可能出现的超标的异常数据进行预警预报。本发明所述目标位移监测仪1由监测传感器、信号采用处理及网络传输电路和不 间断工作电源三部分组成。监测传感器由X轴、Y轴、Z轴位移传感器和温度传感器组成； 信号采用处理及网络传输电路由信号调理滤波电路，AD(交流直流)转换电路、数字信号处 理电路、网络接口电路组成；不间断工作电源由充电电路、后备电池组、稳压输出电路组成， 它是一个大容量、高精度在线式不间断电源，用锂电池组组成，通过220V交流或太阳能光 伏板进行充电，确保不间断供电。在监测传感器中，位移传感器是根据惯性原理设计而成的 精密石英加速度式传感器，它利用石英差动电容传感器、电磁力矩器和伺服电路构成力平 衡挠性摆式加速度计，将输入的加速度转换成挠性摆片的微小位移，采用力反馈回路，使反 馈力得以平衡，这种传感器具有精度高、测量范围广、抗过载和抗干扰能力强等特点。本发明所述的监测数据管理计算机信息系统4，设有灾害预警预报系统、灾害应急 处理专家系统、控制决策指挥中心系统。监测数据管理计算机信息系统4接到目标位移监 测仪1通过GPRS通信控制器2、GPRS通信网关3传来的监测数据，在进行数据管理的同时， 对其进行分类、分析处理，并实时将数据通过TCP/IP网络5传输给客户端6，若出现超标的 异常数据，即启动灾害预警预报系统和灾害应急处理专家系统，灾害应急处理专家系统中 预存有相应的应急处理预案及其相关职能机构的联络方式，按应急处理预案及联络方式， 通过TCP/IP网络5向客户端6进行预警预报。本发明的有益效果是对大型建筑物、构筑物，如高大楼房、桥梁、水库大坝、隧道、 煤矿、石油钻井、各种险坡等目标出现的位移(偏移)量实时进行精密跟踪监测，对监测目 标出现位移量超标的异常情况，实时进行预警预报，让人们及时采取必要措施，防止或减少 灾害造成的影响，使国家和人民生命财产少遭或免遭损失。
说明书附图和摘要附图是本发明一种目标位移实时监测及预警系统的示意图。图 中1为目标位移监测仪，2为GPRS通信控制器，3为GPRS通信网关，2和3组成GPRS网络传 输系统，4为监测数据管理计算机信息系统，5为TCP/IP网络，6为客户端。
具体实施例方式如说明书附图所示，本发明一种目标位移实时监测及预警系统由目标位移监测仪 LGPRS通信控制器2，GPRS通信网关3，监测数据管理计算机信息系统4，TCP/IP网络5，客 户端6组成，GPRS通信网关3与监测数据管理计算机信息系统4之间，TCP/IP网络与监测 数据管理计算机信息系统4之间，均用宽带网连接。目标位移监测仪1安装附着在监测目标上，监测目标的位移(偏转)量由目标位 移监测仪1获得，并通过GPRS网络传输系统传输给监测数据管理计算机信息系统4，监测数 据管理计算机信息系统4对数据进行分类、分析、处理，通过TCP/IP网络5实时传输给客户 端6，若出现监测目标的位移超标，随即启动灾害预警预报系统和灾害应急处理专家系统， 按灾害应急处理专家系统中预存的处理预案和联络方式，通过宽带网、TCP/IP网络5向客 户端6进行预警预报，让客户实时获得监测目标位移的数据信息或超标的预警预报。
权利要求
1.一种多目标位移实时监测及预警系统，其特征是由多个目标位移监测仪(1)，GPRS 通信控制器(2)，GPRS通信网关(3)，监测数据管理计算机信息系统(4)，TCP/IP网络(5)， 客户端(6)组成，其中，目标位移监测仪(1)通过GPRS通信控制器( 和GPRS通信网关 (3)与监测数据管理计算机信息系统(4)连接，监测数据管理计算机信息系统(4)通过宽带 网，TCP/IP网络(5)与客户端(6)连接。
2.根据权利要求1所述的一种目标位移实时监测及预警系统，其特征是目标位移监测 仪(1)由监测传感器、信号采用处理及网络传输电路和不间断工作电源三部分组成，其中 a、监测传感器，包括χ、y、ζ三向的监测位移传感器和温度传感器，b、信号采用处理及网络 传输电路，包括信号调理滤波电路、AD转换电路、数字信号处理电路和网络接口电路，C、不 间断工作电源，包括充电电路、后备锂电池组、稳压输出电路，在监测传感器中，监测位移传 感器是根据惯性原理设计，采用石英差动电容传感器、电磁力矩器和伺服电路构成的力平 衡摆式挠性加速度计，将输入加速度转换成挠性摆片的微小位移，并采用力反馈回路使反 馈力得以平衡的精度高、监测范围广的位移传感器。
3.根据权利要求1所述的一种目标位移实时监测及预警系统，其特征是监测数据管理 计算机信息系统(4)设有灾害预警预报系统，灾害应急处理专家系统，控制决策指挥中心 系统，灾害应急处理专家系统中预存有各种应急处理预案及相关职能机构的联络方式，各 个系统按各自功能将信息实时传输到客户端(6)。
全文摘要
一种多目标位移实时监测及预警预报系统，是综合运用现代传感技、网络技术和计算机技术设计而成的监测预警系统。适用于高层建筑、桥梁、水库大坝、油井、煤矿、险坡等目标变形位移的连续跟踪监测和预警预报。本发明由目标位移监测仪1、GPRS通信控制器2、GPRS通信网关3、监测数据管理计算机信息系统4、TCP/IP网络5、客户端6组成。目标位移监测仪1安装附着在监测目标的相应位置上，它能将监测数据经过GPRS通信控制器2和GPRS通信网关3传送到监测数据管理计算机信息系统4，监测数据管理计算机信息系统4将数据进行分类、分析处理，再通过网络实时传输给客户端6，若出现超标和异常数据，实时进行预警预报。
文档编号G01B7/02GK102087090SQ20091027307
公开日2011年6月8日 申请日期2009年12月7日 优先权日2009年12月7日
发明者怯新现, 李能, 梁意文 申请人:孝感市捷能特种光源照明器具有限公司, 湖北航天技术研究院计量测试技术研究所