1.本发明属于工程测量领域，具体地，本发明涉及一种无线测斜仪，特别地，本发明还提供了应用于所述无线测斜仪中的开放式控制逻辑框架的控制方法。
背景技术：
2.在深基坑的基建项目中，开挖时土体容易往基坑内靠近，因此监测土体变形是至关重要的。当前主要的监测方法是测斜法，该方法是首先在被测结构物上埋设测斜管，将活动式测斜仪顺导槽放入测斜管内，然后每500mm进行逐段测量。测斜仪根据铅锤受重力影响的结果，测量出测管轴线与铅垂线之间的夹角，从而计算出测斜管内各个测点的水平位移与倾斜曲线，最终达到开挖时监测土体变形的目的。
3.在实际应用中，目前大多由人工操作测斜仪来完成土体变形监测，称之为人工测斜。然而，人工测斜存在人工误差、时效性差、测量频率短等缺点。同时随着人工成本的日益增加，人工测斜的成本也逐步升高。这些原因使得人工测斜逐渐无法满足深基坑的监测要求，这些要求主要体现在：1、测量深度深；2、高精度；3、实时性，即高频率；4、稳定性好即抗疲劳性能好，长期使用可保持高精度。因此，通过机械自动化的方式移动活动式测斜仪模拟人工进行数据采集，此类自动化测斜装置受到市场广泛的关注，并且取得了很大的发展。
4.然而，目前的自动化测斜装置依旧无法满足深基坑的测斜要求，这是因为它所配套的测斜仪依旧是传统的人工测斜仪。该类测斜仪是因人工测斜的需求设计并发展的，并不适合自动化测斜装置。它采用电缆连接，一端连接测斜仪，电缆缠绕至电缆绞盘后另一端连接至数据采集端，电缆主要起到给测斜仪提供电源以及数据通讯的作用。为了匹配自动化测斜装置，电缆式测斜仪与数据采集端之间需要增加一个电滑环，避免旋转时数据采集端的电缆线发生自我缠绕。
5.综上，目前的测斜仪普通存在以下问题：1、测量深度较深时，测量会不准确，这是由于电缆线的刚性不足引起下放和上拉时定位不准确，从而导致测量不准确；2、稳定性较差，这是由于电缆线的不耐磨，不耐长期使用所导致的。在长期的使用下，电缆线的磨损、拉伸，会导致测斜仪定位的不准确，同时容易断裂损坏；3、实时性较差，受限于电缆线不耐磨，不宜频繁使用，所以测量频率不能高；4、设备养护成本高，需要定期更换电滑环和电缆线。
技术实现要素：
6.本发明是为了解决现有测斜仪无法实现摆脱人工测斜，而且现有测斜仪易与电缆发生扭曲缠绕及维护成本高等问题。
7.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无线测斜仪及开放式控制逻辑框架的控制方法，所述无线测斜仪采用分段式的结构，取消了传统测斜仪的电缆连接，采用高刚性且耐磨的牵引绳与自动化测斜装置物理上连接，无需电滑环；同时，采用开放式的控制逻辑
框架实现与自动化测斜装置的通讯交互来完成数据的自动采集、处理与传输，具有测量深度深、频率高、稳定性好、养护成本低等优点。
8.本发明第一方面提供了一种无线测斜仪，包括：测斜杆，包括上测杆段、中测杆段和下测杆段，相邻测杆段之间固定连接；天线，布置于所述上测杆段内，且所述天线与所述上测杆段连接为一体；导轮，布置于所述上测杆段、下测杆段内；所述上测杆段上连接有链条结构，包括相互旋转连接的连接环和旋转环，所述连接环与牵引绳连接，所述旋转环连接于所述上测杆段上；所述下测杆段内还设置有充电结构和配重结构，通过配重结构使所述无线测斜仪顺利下放；所述中测杆段内还布置有采集器，所述采集器与上位机进行通讯交互完成数据的自动采集、处理及传输。
9.作为进一步的改进，所述采集器，其内集成有一个开放式的控制逻辑框架，通过所述控制逻辑框架可以与上位机交互完成数据的自动采集、处理及传输。
10.所述控制逻辑框架，包含待机模式、休眠模式、工作模式、传输模式四个模式。
11.本发明第二方面提供了一种开放式控制逻辑框架的控制方法，所述开放式控制逻辑框架用于与自动化测斜装置即上位机进行通讯，所述控制方法包括：100：接收配置时间表的指令并完成参数配置，进入休眠模式；200：经过第一等待时间，开始第一个测量点的测量；300：经过第二运动时间，开始当前测量点的测量；400：判断是否完成所有测量点数的测量，如否进入步骤300，如是进入步骤500；500：进入传输模式，等待数据传输的指令；600：接收数据传输的指令，完成测量数据的传输交互后，进入待机模式。
12.在配置时间表之前，还包括无线测斜仪的初始化以及采集器进入待机模式，所述采集器内集成有所述开放式控制逻辑框架。
13.所述参数配置中配置的参数，包括第一等待时间、测量点数、第二运动时间及测量点的测量时间。
14.本发明可以实现与自动化斜装置的通讯交互来完成数据的自动采集、处理与传输，具有测量深度深、频率高、稳定性好、养护成本低等优点。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些图获得其他的附图。
16.图1本发明所述无线测斜仪一实施例示意图。
17.图2为图1的侧视图。
18.图3本发明所述控制逻辑框架的控制方法流程图。
19.图4本发明所述无线测斜仪的电子电路部分示意图。
20.图中：110-连接环，120-旋转环，130-固定结构，210-导轮结构，310-天线结构，
410-上测杆段，420-中测杆段，430-下测杆段，440-采集器，510-充电结构，610-配重块，620-橡胶垫。
具体实施方式
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些图获得其他的附图。
22.需要说明的是，术语“下部”、“上部”、“内侧”、“外侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的部件或部分必须具有特定的方位、以特定的方位构造，因此不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
23.以下实施例中，导轮结构为现有常规采用的导轮，无线测斜仪内的电子电路包含与倾角计解析电路连接的mems倾角计，电路本身无创造性设计，可以采用常规电路。
24.如图1、图2所示，一种无线测斜仪，包括：测斜杆，包括上测杆段410、中测杆段420和下测杆段430，相邻测杆段之间固定连接；天线，布置于所述上测杆段410内，且所述天线与所述上测杆段410连接为一体；导轮，布置于所述上测杆段410、下测杆段430内；所述上测杆段410上连接有链条结构，所述链条结构包括相互旋转连接的连接环110和旋转环120，所述连接环110与牵引绳连接，所述旋转环120连接于所述上测杆段410上端的固定结构130上；所述下测杆段430内还设置有充电结构510和配重结构，通过配重结构使所述无线测斜仪顺利下放；所述中测杆段420内还布置有采集器440，所述采集器440与上位机进行通讯交互完成数据的自动采集、处理及传输。
25.所述上测杆段410、中测杆段420和下测杆段430之间可以采用螺栓可拆卸连接。
26.所述旋转环120是一种随轴作旋转运动的密封环，所述旋转环120与连接环110通过旋转轴连接且可以相互旋转，使无线测斜仪下放过程中，避免牵引绳的扭曲，延长牵引绳的使用寿命。
27.所述无线测斜仪内布置有必要的电子电路，所述电子电路包括采集器，所述采集器与无线通讯模块、倾角计解析电路和电源管理模块连接。
28.所述天线结构310固定在上测杆段410内侧，并通过将上测杆段410的外侧进行切削并与天线结构310连接一体，降低金属对无线通讯信号的屏蔽，使无线测斜仪内部的信号可以通过天线更流畅顺利的传播。
29.所述导轮采用现有的导轮结构210，此部分不是本发明的设计内容。
30.所述充电结构510，布置于无线测斜仪底部，外部采用滚花工艺方便拆卸充电，内置密封圈用于防水。当然所述充电结构也可以布置于无线测斜仪的其他部位，所述充电结构510与下测杆段430通过螺纹连接，通过螺纹连接使充电结构与测杆可拆卸连接。
31.所述充电结构510于所述测斜杆表面形成有充电口，可以直接插接电源进行充电。
32.所述配重结构，包括配重块610和连接于配重块610下端的橡胶垫620，当测斜仪出现下放困难时，可以通过增加配重块610以达到顺利下放的目的，所述橡胶垫620可以通过螺栓连接与配重块610连接，也可以直接套置于配重块610下部或下方。
33.作为进一步的改进，所述采集器440，布置于中测斜杆420内，其内集成有一个开放式控制逻辑框架，通过所述开放式控制逻辑框架可以与上位机交互完成数据的自动采集、处理及传输。
34.在部分实施例中，所述采集器也可设置于上测杆段410或下测杆段430，采集器的位置不影响其功能的实现。
35.所述开放式控制逻辑框架，包含待机模式、休眠模式、工作模式、传输模式四个模式。
36.所述待机模式即等待接收配置时间表的指令。
37.所述休眠模式即测斜仪处于休眠状态，等待上位机唤醒。
38.所述工作模式即测斜仪进行测量，采集器采集数据。
39.所述传输模式即与上位机通过无线通讯进行数据的交互、传输。
40.在进行测量时，将索引绳与连接环110连接后，将无线测斜仪放置于测斜管内，再将自动化测斜装置即上位机与无线测斜仪进行无线配对、参数配置、交互通讯，无线测斜仪按照所述开放式控制逻辑框架内的参数完成数据的采集、处理及传输。
41.如图3所示，一种开放式控制逻辑框架的控制方法，所述开放式控制逻辑框架用于与自动化测斜装置即上位机进行通讯，所述控制方法包括：100：接收配置时间表的指令并完成参数配置，进入休眠模式；在配置时间表之前，无线测斜仪会首先进行初始化，之后无线测斜仪进入待机模式；在接收到自动化测斜装置即上位机的配置时间表后，无线测斜仪进入休眠模式；200：经过第一等待时间，开始第一个测量点的测量，测量时间为t3；例如在第一等待时间t1之内，上位机控制无线测斜仪下放至指定位置，所述第一等待t1根据测斜点的距离和无线测斜仪的下放速度可以预估，第一等待时间t1至少大于预估的时间，待到达第一等待时间t1之后，无线测斜仪进入工作模式，开始第一个测量点的测斜，根据预设参数设定每次的测量时间t3；300：经过第二运动时间t2，开始当前测量点的测量，测量时间为t3；完成第一个测量点的测量之后，无线测斜仪经过运动时间t2即所述第二运动时间，再次进行当前测量点的测量，所述第二运动时间是预设的无线测斜仪运动至下一个测量点的时间，例如，上位机控制牵引无线测斜仪上拉或下放500mm，所述第二运动时间是预设的测斜仪到达下一个测量点的最慢时间；400：判断是否完成所有测量点数n的测量，如否进入步骤300，如是进入步骤500；当完成当前测量点的测量后，都会判断当前的测量点是第几个测量点，例如，测量点数总共10个，当前测量点是第8个，则会继续执行步骤300进行测量，直至当前测量点数为10；500：进入传输模式，等待数据传输的指令；
600：接收数据传输的指令，完成测量数据的传输交互后，进入待机模式。
42.在配置时间表之前，还包括无线测斜仪的上电初始化以及采集器进入待机模式，所述采集器内集成有所述开放式控制逻辑框架。
43.所述参数配置中配置的参数，包括第一等待时间、测量点数、第二运动时间及测量点的测量时间，所述测量点数是完成一轮测量所需要的测量点数。
44.所述上位机与无线测斜仪完成参数配置以后，彼此就建立了一个各自的时间表，彼此按各自时间表的时间点执行，上位机根据自己的时间表，何时运动何时停机，无线测斜仪根据自己的时间表，何时测量何时不测量，测量的时间按预先设定的参数执行。
45.如图4所示，为了实现采集器与上位机的通讯，无线测斜仪内的电子电路集成了无线通讯模块，无线通讯模块与采集器相连，采集器与电源模块和倾角计解析电路相连，倾角计解析电路还连接有mems倾角计。
46.所述无线通讯模块集成了现有的无线通讯硬件及协议，能采用蓝牙或433m等方式进行无线通讯，具体集成有哪种无线模块可以根据传输方式的不同而不同。
47.本发明可以实现与自动化测斜装置的通讯交互来完成数据的自动采集、处理与传输，具有测量深度深、频率高、稳定性好、养护成本低等优点。
48.本发明所述无线测斜仪采用分段式结构的方式，取消了传统测斜仪的电缆连接，采用高刚性且耐磨的牵引绳（比如钢丝绳）与自动化测斜装置物理上连接，无需电滑环解决了传统测斜仪存在的疲劳性、精度稳定性差等问题，防止牵引绳的扭转带来的磨损问题，从而实现了自动化测斜的高精度、高频率、以及稳定性好。
49.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，以及基于上述实施例进行组合形成的不同实施例；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。