一种自动监测测点设备及系统的制作方法

本实用新型涉及工程技术领域，具体而言，涉及一种自动监测测点设备及系统。

背景技术：

现今的实际工程中，在监测行业大多还是采用比较传统的监测方法，基本都是通过布设测点，通过全站仪之类的仪器进行监测。

其中，用于监测的测点一般是由铁片焊接在膨胀螺丝上，再在铁片上贴上反光片制成；利用全站仪之类的仪器测量两个测点之间的相对位移，可以得到被监测结构的沉降、收敛等一些需要的数据。传统测点由于一般是由膨胀螺丝和铁片组成，布设在结构物上较为突出结构物，容易被破坏，如果测点破坏则需要人工对其进行修复校准，增加了人工成本，并且导致测量精度的下降。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种自动监测测点设备及系统，以解决上述技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种自动监测测点设备，包括：监测单元和支撑单元；

所述监测单元包括控制模块以及分别与所述控制模块通信连接的位移传感器、数据处理模块、存储模块、信号输出模块和供电设备，所述控制模块用于控制所述监测单元的启停；所述位移传感器与所述数据处理模块通信连接，所述位移传感器用于采集待测物的位移信息，并将所述位移信息发送至所述数据处理模块；所述数据处理模块与所述存储模块和信号输出模块通信连接，所述数据处理模块对所述位移信息进行处理，并将处理后位移信息发送至所述存储模块进行存储，以及通过所述信号输出模块输出；所述供电设备用于提供电源；

所述支撑单元为螺杆，所述螺杆的一端通过连接机构与所述监测单元连接，另一端用于插入所述待测物中。

进一步地，所述监测单元还包括外壳，所述外壳表面涂有反光材料。

进一步地，所述信号输出模块为无线通信模块。

进一步地，所述控制模块包括单片机和定时器；所述定时器与所述单片机用于控制所述监测单元的监测频率。

进一步地，所述位移传感器为应变式位移传感器、电感式位移传感器、差动变压器式位移传感器、涡流式位移传感器、霍尔传感器、感应同步器、光栅位移传感器、容栅位移传感器或磁栅位移传感器。

进一步地，所述供电设备为直流稳压电源。

进一步地，所述螺杆远离所述监测单元的一端为锥形。

进一步地，所述连接机构为卡扣。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种自动监测系统，包括第一方面所述的监测测点设备和读取器，所述监测测点设备与所述读取器通信连接；所述监测测点设备将处理后位移信息发送至所述读取器。

进一步地，所述监测测点设备将处理后位移信息发送至所述读取器，包括：

所述监测测点设备通过蓝牙或WIFI将所述处理后位移信息发送至所述读取器。

本实用新型实施例通过监测单元对待测物进行全天候测量，通过支撑单元连接监测单元和待测物，其结构坚固，不容易损坏，使得监测单元能够稳定的对待测物进行测量，可以大大节省测量时间，减少人力成本，以及提高测量效率和精度。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种自动监测测点设备整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的监测单元内部结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种自动监测系统结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种自动监测方法流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

图1为本实用新型实施例提供的一种自动监测测点设备整体结构示意图，如图1所示，所述设备，包括监测单元101和支撑单元102；

在具体的实施过程中，从图1中可以看出，自动监测测点设备主要由监测单元101和支撑单元102组成，支撑单元102可以为螺杆，当然也可以为螺丝等，监测单元101与螺杆的一端通过连接机构103进行可拆卸的固定连接，即，通过松动连接机构103，监测单元101与支撑单元102可以分离，紧固连接机构103可以将监测单元101与支撑单元102固定连接。螺杆的另一端用于插入待测物中，来支撑监测单元。

图2为本实用新型实施例提供的监测单元内部结构示意图，如图2所示，所述监测单元101包括控制模块1015以及分别与所述控制模块1015通信连接位移传感器1011、数据处理模块1012、存储模块1013、信号输出模块1014和供电设备1016，所述控制模块1015用于控制所述监测单元101的启停；所述位移传感器1011与所述数据处理模块1012通信连接，所述位移传感器1011用于采集待测物的位移信息，并将所述位移信息发送至所述数据处理模块1012；所述数据处理模块1012与所述存储模块1013和信号输出模块1014通信连接，所述数据处理模块1012对所述位移信息进行处理，并将处理后位移信息发送至所述存储模块1013进行存储，以及通过所述信号输出模块输出1014；所述供电设备1016用于提供电源；

所述支撑单元102为螺杆，所述螺杆的一端通过连接机构与所述监测单元101连接，另一端用于插入所述待测物中。

在具体的实施过程中，从图2可以看出监测单元101可以设置成一个圆筒形，在圆筒内部设置有位移传感器1011、数据处理模块1012、存储模块1013、信号输出模块1014、控制模块1015和供电设备1016，控制模块1015与位移传感器1011、数据处理模块1012、存储模块1013、信号输出模块1014和供电设备1016通信连接，因此，控制模块1015可以向位移传感器1011、数据处理模块1012、存储模块1013和信号输出模块1014发送对应的控制指令，从而控制监测单元101的开启和关闭。

位移传感器1011用于监测待测物的位移信息，可以为adx1345三轴加速度传感器，其工作原理是该位移传感器可以测量三维空间三个轴向的加速度和角速度，加速度积分可以获得速度和位移。位移传感器1011可以将监测到的位移信息发送至通信连接的数据处理模块1012。

数据处理模块1012可以为中央处理器(Central Processing Unit/Processor，简称CPU)，目前市面上运用的主要是将CPU和主板集成在一起成为工业主板，例如研华牌工业主板等。数据处理模块1012将接收到的位移信息进行处理，具体处理可以为剔除无效数据、数据校正等，获得处理后位移信息，并将该处理后位移信息发送至通信连接的存储模块1013进行存储，并且还可以将该处理后信息通过通信连接的信号输出模块1014输出。存储模块1013可以为SSD、TF等存储硬件，信号输出模块1014可以为无线传输模块，即蓝牙模块、WIFI模块等，本实用新型实施例对此不作具体限定。

供电设备1016用于为整个监测单元提供电源。应当说明的是，供电设备可以为太阳能电池板，也可以是电池等。

本实用新型实施例通过监测单元对待测物进行全天候测量，通过支撑单元连接监测单元和待测物，其结构坚固，不容易损坏，使得监测单元能够稳定的对待测物进行测量，可以大大节省测量时间，减少人力成本，以及提高测量效率和精度。

在上述实施例的基础上，所述监测单元还包括外壳，所述外壳表面涂有反光材料。

在具体的实施过程中，如图2所示，监测单元还包括外壳1017，通过外壳1017将监测单元中包括的各部件包括起来，防止恶劣的天气等因素对其造成损伤，外壳可以为圆筒型，当前还可以是其他任意形状，本实用新型实施例对此不作具体限定。另外，在外壳1017的表面可以涂上一层反光材料，并且，表面还可以涂带有十字叉形状的图案，在监测测点设备内部的部件出现故障导致无法自动监测时，工作人员可以通过涂在外壳表面的反光材料进行人工识别和传统方式测量。

在上述实施例的基础上，所述控制模块包括单片机和定时器；所述定时器用于控制所述监测单元的监测频率，单片机用于对所述位移信息进行修正处理。

在具体的实施过程中，控制模块包括单片机和定时器，单片机可以为51单片机，还可以为其他型号单片机，本实用新型实施例对此不作具体限定。定时器与单片机组合使用能够控制监测单元的监测频率，根据实际工作需要，将监测测点设备的监测频率设置为自开始监测之后的前15天内，每天1次；15天至30天，每3天1次；30天至90天，每7天1次；90天以后，每15天一次，直至监测工作结束。定时器根据预先设定的频率配合单片机工作。应当说明的是，单片机和定时器均为现有模块，其控制监测测点设备的启停也是单片机现有程序中自带的功能。

本实用新型实施例通过单片机和定时器配合工作能够满足在实际监测时的需求。

在上述实施例的基础上，所述位移传感器为应变式位移传感器、电感式位移传感器、差动变压器式位移传感器、涡流式位移传感器、霍尔传感器、感应同步器、光栅位移传感器、容栅位移传感器或磁栅位移传感器。

在具体的实施过程中，对于待测物一般情况下会出现较小的位移，此时，位移传感器通常采用应变式位移传感器、电感式位移传感器、差动变压器式位移传感器、涡流式位移传感器或霍尔传感器来进行监测；对于待测物一般情况下会出现较大的位移，此时，位移传感器通常采用感应同步器、光栅位移传感器、容栅位移传感器或磁栅位移传感器来进行监测。当然，对于位移传感器的具体选择还可以为其他类型，本实用新型实施例对此不作具体限定。

本实用新型实施例通过监测单元对待测物进行全天候测量，通过支撑单元连接监测单元和待测物，使得监测单元能够稳定的对待测物进行测量，可以大大节省测量时间，减少人力成本，以及提高测量效率和精度。

在上述实施例的基础上，所述供电设备为直流稳压电源。

在具体的实施过程中，供电设备用于为各个监测测点设备所包括的部件提供电源，当待测物发生形变时，位移传感器会产生唯一数据，此时会输出一定的直流电压信号，实现位移信息的表达。为了能够使得位移传感器产生的位移信号具有长距离传输能力，供电设备可以选用直流稳压电源进行供电。

在上述实施例的基础上，所述螺杆远离所述监测单元的一端为锥形。

具体的，由于需要将螺杆远离监测单元的一端插入到待测物中，因此，可以将这端设置为锥形。在实际工程中，将监测测点设备安装在需要监测的结构上，安装时，首先将螺杆锥形的一端用锤子等工具凿进或旋进待测物中，然后将监测单元通过连接机构安装在螺杆的另一端。监测工作结束后，可以将监测单元取下，以便下次使用，达到重复使用的目的。

在上述各实施例的基础上，所述连接机构为卡扣。

在具体的实施过程中，监测单元和支撑单元可以通过卡扣连接，通过卡扣连接的好处是可以使监测单元和支撑单元可拆卸。

图3为本实用新型实施例提供的一种自动监测系统结构示意图，如图3所示，该系统包括监测测点设备301和读取器302；所述监测测点设备与所述读取器通信连接；所述监测测点设备将处理后位移信息发送至所述读取器。

在具体的实施过程中，监测测点设备301为上述各实施例中的任意一种，通过将监测测点设备布置在待测物上，并设定好监测频率，通过监测测点设备中的位移传感器得到待测物三个方向的位移信息，通过数据处理模块对位移信息进行处理得到处理后位移信息，读取器302通过无线通信模块连接到该监测测点设备，监测测点设备301将存储模块中的处理后位移信息下载至读取器302中，同时，自动清除存储模块内的数据。

本实用新型实施例通过监测单元对待测物进行全天候测量，通过支撑单元连接监测单元和待测物，使得监测单元能够稳定的对待测物进行测量，可以大大节省测量时间，减少人力成本，以及提高测量效率和精度。

在上述实施例的基础上，所述监测测点设备将处理后位移信息发送至所述读取器，包括：

所述监测测点设备通过蓝牙或WIFI将所述处理后位移信息发送至所述读取器。

在具体的实施过程中，无线通信模块可以为蓝牙模块，也可以为WIFI模块，蓝牙模块在现有技术中的种类较多，例如：昇润科技蓝牙4.2模块、上海稳恒科技蓝牙模块等。通过蓝牙或者WIFI可以将处理后数据进行无线远距离传输。

图4为本实用新型实施例提供的一种自动监测方法流程示意图，如图4所示，包括：

步骤401：固定支撑单元；在实际工程中，将测点安装在需要监测的结构上，安装时首先将安装固定部分即螺杆或螺丝用锤子等工具凿进或旋进结构物中；

步骤402：安装监测单元；将监测部分安装在螺杆或螺丝突出结构物的部位上。监测工作结束后，可以将监测部分取下，以便下次使用，达到重复使用的目的。

步骤403：监测；测点安装完成后，在控制板上点击开关按钮，测点即开始工作。根据实际工作需要，将测点的监测频率设置为自打开开关之后的前15天内，每天一次；15天至30天，每3天一次；30天至90天，每7天一次；90天以后，每15天一次，直至监测工作结束。按照设定好的频率，测点每隔一段时间自动开机工作，通过位移传感器得到此时结构物三个方向的位移变化信号，将该信号自动传输至数据处理模块；数据处理模块对该信号进行处理后，得到需要的监测数据(包括沉降、收敛等)，将该数据存储至存储模块。

步骤404：数据发送；当有读取仪器用蓝牙或WIFI连接到该监测测点设备时，监测测点设备将存储模块内的数据下载至读取仪器中，同时，自动清除存储模块内的数据。

本实用新型实施例通过监测单元对待测物进行全天候测量，通过支撑单元连接监测单元和待测物，使得监测单元能够稳定的对待测物进行测量，可以大大节省测量时间，减少人力成本，以及提高测量效率和精度。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本实用新型的多个实施例的设备、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。