基于物联网应用的高支模工程安全监测终端的制作方法

本实用新型涉及建筑安全防护技术领域，具体为一种基于物联网应用的高支模工程安全监测终端。

背景技术：

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。近几年来，由于模板坍塌事故发生频率高、数量多、影响大，给国家和人们群众的生命财产造成了极大地损失，建筑施工企业的安全管理工作已将高支模的模板坍塌作为重大危险源进行识别和控制，因而，急需一种智能监测终端对高支模工程安全进行监测。

现有技术如公开号为CN203704975U的实用新型公开了高支模实时监测警报系统，包括有服务器、传感模块、闭路电视、数据传输模块、数据采集模块和声光报警模块，传感模块的输出端和闭路电视的输出端分别连接至数据传输模块的第一、第二输入端，数据传输模块的输出端依次通过数据采集模块和服务器连接至声光报警模块的第一输入端。该实用新型通过监测警报系统的两个层次应对高支模危险，方便快捷，且采用无线方式进行数据传输，减少了高支模结构内部的复杂布线。但其数据采集的频率无法智能自助更改，且无法对发生险情的具体位置进行快速定位显示，存在数据采集不合理和应急处理响应较慢的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于物联网应用的高支模工程安全监测终端，以解决上述背景技术中提出的现有技术中高支模实时监测警报系统存在数据采集的频率无法智能自助更改，且无法对发生险情的具体位置进行快速定位显示，导致数据采集不合理和应急处理响应慢的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于物联网应用的高支模工程安全监测终端，其包括：

数据采集和传输模块，用于采集所需的各种监测数据并将其传输给数据处理中心模块；数据处理中心模块，用于对传输的各种监测数据进行分析判断以及处理来自后台服务器的频率更改请求数据，其包括警情判断单元、变化率监控单元、参数设置单元和数据库；险情处理模块，用于针对监测到的不同险情实现超限预警、危险报警和险情位置定位显示，其包括报警单元和定位显示单元；物联网模块，用于实现所述终端和后台服务器之间的通讯；主控MCU模块，用于控制各模块之间协调配合工作；以及电源模块，用于为所述终端的各模块的正常工作提供合适电压；

其中，数据采集和传输模块将采集到的数据传输到警情判断单元和变化率监控单元，警情判断单元将采集到的数据和数据库数据进行比对分析，如果存在险情则通过报警单元和定位显示单元分别进行报警提醒和险情定位显示，且警情判断单元判断得出的所有结果均通过物联网模块传输至后台服务中心进行存储；变化率监控单元监控采集到的数据的变化规律，以及后台服务中心通过物联网模块，均可给与参数设置单元改变数据采集频率的信号。

优选的，所述数据采集和传输模块包括有线通讯模块、无线通讯模块、数据采集器和A/D模数转换器，且所述数据采集和传输模块通过有线或无线方式连接高支模监测设备。

更为优选的，所述高支模监测设备至少包括位移传感器、倾角传感器和测力传感器，分别用于监测高支模结构的沉降、倾斜和轴力变化数据。

优选的，所述数据库存储有各种高支模监测设备的阈值数据和每一个高支模监测设备的具体位置信息数据以及整个高支模结构模型数据。

优选的，所述变化率监控单元包括集成有数据监测软件和数据计算软件的数据处理工具。

优选的，所述物联网模块为NB-IoT模块。

优选的，所述电源模块包括电源适配器、电池组以及其配套充电设备。

优选的，所述报警单元为声光报警器，所述定位显示单元为显示屏。

优选的，所述物联网模块连接后台服务中心。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的基于物联网应用的高支模工程安全监测终端，通过在高支模安全监测终端内设置包括集成有数据监测软件和数据计算软件数据变化率监控单元，可根据数据的变化快慢自动更改数据采集频率，使得数据采集更加科学合理；另外，通过设置定位显示单元，结合数据库中存储的高支模结构模型数据和每一个高支模监测设备的具体位置信息数据，可在发生险情时快速定位显示，使工作人员的应急措施启动更加快速准确。

附图说明

图1为本实用新型基于物联网应用的高支模工程安全监测终端结构示意图；。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

如图1所示，为一种基于物联网应用的高支模工程安全监测终端，其包括：

数据采集和传输模块，用于采集所需的各种监测数据并将其传输给数据处理中心模块；数据处理中心模块，用于对传输的各种监测数据进行分析判断以及处理来自后台服务器的频率更改请求数据，其包括警情判断单元、变化率监控单元、参数设置单元和数据库；险情处理模块，用于针对监测到的不同险情实现超限预警、危险报警和险情位置定位显示，其包括报警单元和定位显示单元；物联网模块，用于实现所述终端和后台服务器之间的通讯；主控MCU模块，用于控制各模块之间协调配合工作；以及电源模块，用于为所述终端的各模块的正常工作提供合适电压；

其中，数据采集和传输模块将采集到的数据传输到警情判断单元和变化率监控单元，警情判断单元将采集到的数据和数据库数据进行比对分析，如果存在险情则通过报警单元和定位显示单元分别进行报警提醒和险情定位显示，且警情判断单元判断得出的所有结果均通过物联网模块传输至后台服务中心进行存储；变化率监控单元监控采集到的数据的变化规律，以及后台服务中心通过物联网模块，均可给与参数设置单元改变数据采集频率的信号。

数据采集和传输模块，包括有线通讯模块、无线通讯模块、数据采集器和A/D模数转换器，用于自动采集所需的各种高支模结构监测数据并将其传输给数据处理中心模块，数据采集和传输模块通过有线或无线方式连接高支模监测设备。具体的，高支模监测设备至少包括安装在高支模结构合适位置的位移传感器、倾角传感器和测力传感器，分别用于监测高支模结构的沉降变化数据、倾斜变化数据和轴力变化数据。

数据处理中心模块，用于对传输的各种高支模结构监测数据进行分析判断以及处理来自后台服务中心的频率更改请求数据，其包括警情判断单元、变化率监控单元、参数设置单元和数据库；险情处理模块，用于针对监测到的不同险情实现超限预警、危险报警和险情位置定位显示，其包括报警单元和定位显示单元。高支模结构监测数据通过数据采集和传输模块传输至警情判断单元和变化率监控单元后，警情判断单元将所述数据与数据库中内存储的关于各种高支模监测设备的阈值数据进行一一比对分析，判断是否有存在超限或者危险的情况，如果判断存在险情，则通过险情处理模块报警单元的声光报警器进行报警提醒，同时警情判断单元调取存在危险状况的高支模监测设备的具体位置信息数据以及整个高支模结构模型数据，通过险情处理模块的定位显示单元，具体为显示屏，显示出发生险情的具体位置，其中，数据库中存储有各种高支模监测设备的阈值数据和每一个高支模监测设备的具体位置信息数据以及整个高支模结构模型数据；而变化率监控单元，具体包括集成有数据监测软件和数据计算软件的数据处理工具，会计算得出高支模监测数据的变化快慢，如果数据变化过快，则给与参数设置单元增加频率的信号，实现频率参数更改，使数据采集频率加快，如果数据变化较慢，则控制数据采集频率变慢。

物联网模块，具体为NB-IoT模块，连接后台服务中心，用于实现所述终端和后台服务中心之间的通讯，比如，后台服务中心工作人员可通过物联网模块人为控制参数设置单元，对数据采集频率参数进行更改设置。

主控MCU模块，用于通过接收和发出指令，控制各模块之间协调配合工作。

电源模块，包括电源适配器、电池组以及其配套充电设备，用于为所述终端的各模块的正常工作提供合适电压。

具体工作时，工作人员先将终端水平固定在待测物体表面，使得倾角的初始值为0，当然终端在使用时可以设置初始值；然后，将位移传感器、倾角传感器和测力传感器等高支模检测设备与终端连接好，按下开关按钮，终端开始工作，等待一分钟左右，终端通过物联网与后台服务中心连接成功，开始监测工作，每隔一段时间，终端采集一次位移、轴力、倾角和终端自身电量的数据，如果判断出现险情，测进行报警提醒以及定位显示，并随即将上述数据转换成发送格式通过NB-IOT物联网模块向后台服务器发送并存储；当监控到数据变化率较快时，终端可自行调整数据采集频率参数，以使数据采集频率更高，当然，后台服务中心可根据实际需要通过物联网模块人为设置频率参数。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。