房屋建筑检测尺与基于物联网的房屋建筑管理系统的制作方法

本发明属于房屋建筑检测技术领域，具体涉及一种用于检测垂直度与平整度的建筑物检测尺，还涉及一种基于物联网的房屋建筑检测系统。

背景技术：

近年来，随着房建行业的快速发展，众多房地产开发商开发的商品房质量良莠不齐，相关部门需要对房架结构各参数进行检验和监测，例如墙面垂直度、墙面平整度等。而现行的垂直度平整度测量设备大都为机械式检测尺（又称靠尺），利用机械摆盘显示数据，需要人工读数并记录。由于测量任务繁重以及一些人为因素，人工读数并记录显得十分不便，容易引入人为误差甚至虚假数据，进而影响商品房质量。而现行的垂直度平整度测量设备大都为机械式靠尺及塞尺，利用机械摆盘及刻度显示数据，测量精度不高，需要人工读数并记录，工作效率低。由于测量任务繁重以及一些人为因素，人工读数并记录显得十分不便，容易引入人为误差甚至虚假数据，测量准确性低，不能及时检测并修复问题墙面，对于一些对平整度垂直度要求高的场合，传统测量方式无法提供更为准确的测量数据。

随着科技的发展，物联网技术已逐步渗透到人们的日常生活，对社会各个行业产生了巨大影响。在上述双重背景下，我们针对现有测量设备的不足进行改良，利用光电传感方式代替传统摆盘结构，并基于无线传输技术，测量并显示数据的同时，可一键传输测量数据至相应的云平台，从技术层面改善房建行业测量现状，对房建进展工作进行监测，实时掌控房屋整体质量。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种房屋建筑检测尺，解决现有技术中的靠尺自身无法自动获取并记录检测数据的技术问题，能够检测垂直度与平整度，能够防止人为篡改数据，能够与物联网进行融合以提高房建管理的规范性。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种房屋建筑检测尺，包括尺主体，尺主体用于接触待测面的平面作为检测接触面，所述尺主体上设有控制器、垂直度检测模块、平整度检测模块与检测模式切换模块；检测模式切换模块用于向控制器输入检测模式切换请求，控制器能够根据检测模式切换请求控制垂直度检测模块与平整度检测模块的工作状态；所述垂直度检测模块包括用于检测尺主体倾斜角度的倾角传感器，倾角传感器位于尺主体内部、检测接触面的相邻面或相对面；垂直度检测模块内还配置有根据尺主体倾斜角度计算出墙面垂直度的垂直度计算程序；所述平整度检测模块包括若干用于检测尺主体到待测面距离的激光测距模块，激光测距模块分布在尺主体的检测接触面的相邻面的同一直线上；平整度检测模块内还配置有根据尺主体到待测面距离计算待测面平整度的平整度计算程序。

优选的，控制器的信号输出端连接有显示屏，显示屏位于尺主体的检测接触面的相邻面或相对面。

优选的，控制器的信号输出端还连接有无线通信模块。

优选的，所述无线通信模块为3g、4g或5g通信模块。

优选的，尺主体的检测接触面的相邻面或相对面上还设有上传按钮，上传按钮能够向控制器发送上传使能性号，控制器能够根据上传使能信号控制无线通信模块上传检测数据。

本发明还提供一种基于物联网的房屋建筑管理系统，包括房屋建筑检测尺，所述房屋建筑检测尺通过以太网与房屋建筑管理云平台通信连接，从而实现检测数据上传。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明利用光电传感方式代替传统摆盘结构，并基于无线传输技术，测量并显示数据的同时，测量数据一键式传输测量数据至相应的云平台，能存储更多的测量样本，通过与设备匹配的云平台的数据接收与存储，可对大量测量数据进行统计分析，系统规范化地管理测量数据，并由此指导房建工作，技术层面改善房建行业测量现状，对房建进展工作进行监测，实时掌控房屋整体质量。

2、利用物联网及光电传感技术实现平整度垂直度的自动测量、记录，并利用无线传输方式将数据传输至智能化云平台，大幅度减少人力成本，降低人为误差，提升测量效率，规范房建工作，便于管理者掌控房屋质量并进行房建工作指导。

3、测量数据及测量次数实时数字显示，更加方便直观。并且避免人为篡改数据，减少人为干预，降低测量误差，提高数据测量精度。

4、测量步骤及测量标准与传统测量方式一致，更易于测量人员使用，有利于智能尺的应用与推广。

附图说明

图1是本发明的房屋建筑检测尺的电路原理框图；

图2是本发明的检测流程原理图；

图3是激光测距原理图；

图4是房屋建筑检测尺的外形结构示意图；

图5是垂直度检测示意图；

图6是平整度检测的正面示意图；

图7是平整度检测的俯视示意图。

具体实施方式

一、房屋建筑检测尺的结构组成及工作原理

参见图1和图2，本发明提供一种房屋建筑检测尺，包括尺主体，尺主体用于接触待测面的平面作为检测接触面，所述尺主体上设有控制器、垂直度检测模块、平整度检测模块与检测模式切换模块；检测模式切换模块用于向控制器输入检测模式切换请求，控制器能够根据检测模式切换请求控制垂直度检测模块与平整度检测模块的工作状态；所述垂直度检测模块包括用于检测尺主体倾斜角度的倾角传感器，倾角传感器位于尺主体内部、检测接触面的相邻面或相对面；垂直度检测模块内还配置有根据尺主体倾斜角度计算出墙面垂直度的垂直度计算程序；所述平整度检测模块包括若干用于检测尺主体到待测面距离的激光测距模块，激光测距模块分布在尺主体的检测接触面的相邻面的同一直线上；平整度检测模块内还配置有根据尺主体到待测面距离计算待测面平整度的平整度计算程序。

垂直度检测模块、平整度检测模块通过数据线与控制器相连，控制器（硬件将射频、基带集成在一块pcb小板上，完成无线接收、发射、基带信号处理功能；软件支持语音拨号、短信收发、拨号联网等功能）通过模式切换模块获取垂直度检测模块和平整度检测模块的检测数据，实现建筑物的平整度和垂直度进行检测，并通过显示屏进行显示。

激光测距模块的激光发射端所在平面与尺主体的检测接触面平齐。这样，在进行平整度检测时，激光测距模块到待测面的距离，就相当于尺主体的检测接触面到待测面的距离，能够提高检测精度。激光测距模块基于激光调制相位鉴别法实现距离测量，即利用控制电路控制激光二极管发光，并通过调制器将特殊信息调制进激光中，经被测物反射回测距仪，由鉴相器鉴别相位差信息，从而实现距离测量，激光测距原理示意如图3所示。

控制器的信号输出端连接有显示屏，显示屏位于尺主体的检测接触面的相邻面或相对面，设计显示屏数显功能，将测量的数据通过显示屏进行实时显示，利用显示屏代替传统表盘，并将该数据进行实时显示及一键存储。显示屏为oled显示屏，不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快。

控制器的信号输出端还连接有无线通信模块，所述无线通信模块可采用3g、4g或5g通信模块。本具体实施方式中，利用4g无线传输模块搭建无线网络环境，将测量数据从下位机无线传输至相应的云平台端口，实现测量数据的远程存储及监控，便于将测量数据上传至云平台。

尺主体的检测接触面的相邻面或相对面上还设有上传按钮，上传按钮能够向控制器发送上传使能性号，控制器能够根据上传使能信号控制无线通信模块上传检测数据。通过设置上传按钮实现一键上传功能，方便快捷。

工作原理如下：

倾角传感器的原理是采用加速度传感器检测倾斜过程中的加速度，然后根据加速度与倾角之间的函数关系解算出倾角，解算的算法为现有技术，故不进行赘述。

垂直度测量：以高精度倾角传感器svt626代替传统的机械摆盘结构，该传感器测量角度精度为0.01°，转换为相应的垂直度精度为0.34mm，具有更高的测量精度以及很好的动态性能，更适用于实测实量，当墙面有一定倾斜角度时，靠尺相对于垂直位置也有一定的角度，通过倾角传感器测量出该角度，从而计算出相应的垂直度（待测面到铅锤面的距离即为垂直度，垂直度计算程序为现有技术，如中国专利（cn200798073）“一种混凝土柱垂直度检测装置”中公开的垂直度计算方法），实现垂直度的准确检测，并通过oled实时显示，利用4g模块实现数据远程传输。

平整度测量：以tof05140激光测距模块代替传统的塞尺，该模块测量精度为1mm，当墙面有凹坑、凸起时，检测尺基准面与墙面的距离将有一个最大值。通过激光测距模块的多点检测，测量出相应的距离值，根据检测尺基准面与待测面的距离计算平整度（平整度计算程序为现有技术，如中国专利（cn108955586）“面层平整度激光测量装置”中公开的平整度计算方法），并通过oled实时显示，利用4g模块实现数据远程传输。

房屋建筑检测尺以控制器为核心，利用倾角传感器感应墙面的倾斜角度，并将角度值转换为以相应的垂直度距离，利用单片机将该距离值进行实时显示并实现一键存储。在现有机械式测量设备（垂直检测尺、塞尺）外形基础上，有针对性地进行重新设计，利用加速度计替代垂直检验尺的线锤机械测量结构。利用多个激光测距模块，实现两米测量尺上多点测量，准确检测出墙面平整度数据，即利用激光测距模块替代传统塞尺。

一种基于物联网的房屋建筑管理系统，以房屋建筑检测尺为核心，将垂直度及平整度数据直观地显示于oled屏幕，并将数据整合为数据包的格式，利用先进的4g远程传输模块，将测量数据实时传输至房屋建筑管理云平台，提升了测量的准确性及可靠性，降低了人为误差，使得平整度和垂直度测量更加省时省力。同时，利用4g远程传输的方式，将测量数据存储于云端，便于数据的统计与分析，可将测量数据的作用最大化，系统规范化地管理测量数据，并由此指导房建工作。

二、使用方法

房屋建筑检测尺的外型结构如图4所示，（由于传统示意图长度为两米，本示意图只为其一半）。图中2为倾角传感器，3为激光测距模块，4为显示屏，5为切换按钮。检测尺的长度方向设为基准面，倾角传感2安装在此基准面上。

测量时，选择与云平台编号相匹配的房屋建筑检测尺。测量人员持该编号的房屋建筑检测尺，分布式地在各位置进行相应参数测量，通过按键切换测量模式，每个位置测量六个数据（三个平整度，三个垂直度），再通过按键将测量数据上传至相应的设备云平台。设备上传的测量数据，包含有数据标号、测量设备编号、测量类型以及测量数据等信息。

如图5所示，在进行垂直度检测时，尺主体1竖直靠在墙体的待测面a1上，尺主体1的检测接触面紧贴待测面a1，通过垂直度检测模块检测出待测面a1的垂直度。

如图6至图7所示，在进行平整度检测时，尺主体1水平靠在墙体的待测面a1上，尺主体1的检测接触面紧贴待测面a1，激光测距模块3向待测面a1发射激光以检测尺主体到待侧面a1的距离。多个激光测距模块（本具体实施方式采用三个）分布在尺主体上端、中部与下端位置，测量时将检测尺紧贴待测面，当墙面有一定弧度时，三个激光测距模块将检测出对应位置的偏移距离，比较最大值即可得出平整度距离。若要检测墙面的小凹坑或凸起，可移动检测尺进行多次测量。

针对垂直检验尺和塞尺结合方式实现垂直度和平整度的检测方式，设计新设备（检验尺）实现垂直度和平整度测量的结合，即单个房屋建筑检测尺即可完成上述两种参数测量。

传统垂直检验尺利用线锤重力感应的原理以及刻度表盘显示的方式实现墙面垂直度测量。本发明采用加速度计获取墙面角度信息，并将角度信息转换为相应的垂直度数据，用以替代传统垂直度测量。在墙面平整度测量环节，传统测量利用塞尺和垂直检验尺结合实现平整度测量，现采用激光测短距离的方式代替平整度测量。在设计时，将多个短距离测距模块和加速度计分布在测量设备不同位置，从而实现测量范围内的多点测量，并得出相应的平整度信息。