一种大型场地形变监测装置

摘要

本发明公开了一种大型场地形变监测装置，包括安装在监测场地的数据测量机构和Zigbee终端，以及包括位于中控室内的Zigbee协调器、从站PLC无线传输模块、从站PLC、交换机、工控机和主站PLC，且数据测量机构为多个，与监测场地上的多个监测点一一对应；Zigbee终端为多个，并通过数据采集器与多个数据测量机构一一对应连接；Zigbee协调器通过无线分别连接多个Zigbee终端，并通过电缆连接从站PLC无线传输模块，同时从站PLC无线传输模块通过无线连接从站PLC；交换机均通过电缆分别连接从站PLC和主站PLC，同时交换机通过网线连接工控机。本发明公开了一种大型场地形变监测装置，可以大面积采集数据，并且无需破坏监测场地，维护大型场地的安全。

说明书

技术领域

本发明涉及形变监测技术领域，更具体的说是涉及一种大型场地形变监测装置。

背景技术

近些年来各种类型的体育场馆、机场从航站楼、展览中心、演出场馆、车间仓库等大跨从度低矮结从构建筑中都受到广泛的青睐，这类建从筑通常是低矮建筑，场地面积大，跨度大，需要从兼顾结从构强度、外形美观、环境适从应性强、经济实用等多方从面的要求，金属、玻璃、水泥等材质的场地遍布各个大型场馆中。

这些场地由于面积巨大容易遭到自然因素(如大风、高温、低温等)的破坏，场地的破坏会严重影响正常使用以及整体美观，造成巨额经济损失。此外，其他非自然因素(①设计、校核和施工的规范、规程和图集存在或多或少的不足，市场上有大大小小的场地围护系统供应商，有些厂家并没有掌握核心技术，仅靠仿制和低价竞争。②由于中国现阶段处于建筑的高峰期，各种大型建筑都是近些年集中建设的，有些项目为了赶工期前期准备不足，放松了质量的监管，还有一些不具备技术实力的厂家由于不了解特殊材质场地的计算模式和方法，无法准确计算场地承载能力。③即便前期施工建设的理论校核做得很充分，一些屋面建筑工人技术水平不过硬，造成的一些疏漏，可能当时无法发现，但是随着使用的过程会慢慢显现。④设计环节过于追求奇特造型以满足美观的需求，造成屋面局部出现载荷集中的情况。⑤校核阶段的不专业导致施工阶段未能对载荷集中区域进行有效加固)也会对场地造成破坏。

于此同时，建筑处于复杂的自然环境下，风、雨、雪常年累月的侵蚀，还伴随着交替载荷的作用，会产生场地变形、疲劳效应和螺栓松动等问题，使场地的抗风揭、风掀能力减弱，导致风压在未超过设计值也会引起屋面板的损坏。

目前，只能对场地的局部形变进行检测，导致所采集的数据较为片面，并且使采集的效率低下，而且现在对场地进行形变监测时，经常需要对场地进行打孔以便引线，导致对场地造成破坏。

因此，如何提供一种可以大面积采集数据，并且无需破坏监测场地的大型场地形变监测装置是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种大型场地形变监测装置，可以大面积采集数据，并且无需破坏监测场地，维护大型场地的安全。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种大型场地形变监测装置，包括：安装在监测场地的数据测量机构和Zigbee终端，以及包括位于中控室内的Zigbee协调器、从站PLC无线传输模块、从站PLC、交换机、工控机和主站PLC；

所述数据测量机构为多个，与所述监测场地上的多个监测点一一对应；

所述Zigbee终端为多个，并通过数据采集器与多个所述数据测量机构一一对应连接；

所述Zigbee协调器通过无线分别连接多个所述Zigbee终端，并通过电缆连接所述从站PLC无线传输模块，同时所述从站PLC无线传输模块通过无线连接所述从站PLC；

所述交换机均通过电缆分别连接所述从站PLC和所述主站PLC，同时所述交换机通过网线连接所述工控机。

优选的，所述数据测量机构包括：弯曲传感器和应变片，且所述弯曲传感器和所述应变片均与所述数据采集器连接。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种大型场地形变监测装置，可以实现如下技术效果：

1、本发明采用Zigbee与PLC无线通讯组合的方式，则Zigbee可实现大面积的数据采集和传输，从而提高采集工作的效率并且使所采集的数据全面；

2、本发明通过PLC无线通讯可实现远距离数据传输，从而避免金属屋面打孔引线带来的结构破坏问题，以及屋面漏水，易腐蚀等问题。

3、本发明采用弯曲传感器与应变片组合的方式，消除单一传感器误测带来的影响，增强了本发明采集数据的稳定性和准确性。

附图说明

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种大型场地形变监测装置中数据测量机构和Zigbee终端安装在监测场地的结构图；

图2为本发明一种大型场地形变监测装置的中控室的结构示意图；

图3为本发明一种大型场地形变监测装置的工作原理图。

其中，10-监测场地；1-数据测量机构；2-Zigbee终端；20-中控室；3-Zigbee协调器；4-从站PLC无线传输模块；5-从站PLC；6-交换机；7-工控机；8-主站PLC；11-弯曲传感器；12-应变片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种大型场地形变监测装置，包括：安装在监测场地10的数据测量机构1和Zigbee终端2，以及包括位于中控室20内的Zigbee协调器3、从站PLC无线传输模块4、从站PLC5、交换机6、工控机7和主站PLC8；

数据测量机构1为多个，与监测场地10上的多个监测点一一对应；

Zigbee终端2为多个，并通过数据采集器与多个数据测量机构1一一对应连接；

Zigbee协调器3通过无线分别连接多个Zigbee终端2，并通过电缆连接从站PLC无线传输模块4，同时从站PLC无线传输模块4通过无线连接从站PLC5；

交换机6均通过电缆分别连接从站PLC5和主站PLC8，同时交换机6通过网线连接工控机7。

本发明采用Zigbee与PLC无线通讯组合的方式，则Zigbee可实现大面积的数据采集和传输，从而提高采集工作的效率并且使所采集的数据全面，以可以高效分析出更为准确的结果，同时PLC无线通讯可实现远距离数据传输，从而避免金属屋面打孔引线带来的结构破坏问题，以及屋面漏水，易腐蚀等问题。

为了进一步优化上述技术方案，数据测量机构1包括：弯曲传感器11和应变片12，且弯曲传感器11和应变片12均与数据采集器连接。

本发明采用上述技术方案，可以实现的有益效果为：本发明采用弯曲传感器11与应变片12组合的方式，消除单一传感器误测带来的影响，增强了本发明采集数据的稳定性和准确性。

实施例：

本发明实施例公开了一种大型场地形变监测装置，工作原理如下：

弯曲传感器11测量监测场地10的变形角度，应变片12测量监测场地10的应变，然后弯曲传感器11和应变片12将对应的数据均传送至数据采集器，数据采集器将获得的数据传输至Zigbee终端2，Zigbee终端2将数据通过无线传送至位于中控室20内的Zigbee协调器3，则无需破坏监测场地10和中控室20，然后Zigbee协调器3将数据依次传送给从站PLC无线传输模块4、从站PLC5和交换机6，交换机6将数据分别传送至主站PLC8和工控机7，从而主站PLC8和工控机7中的WINCC可采集交换机6中的数据，从而主站PLC8和工控机7负责对采集的数据进行处理以及根据数据信息进行预警，因此用户可根据相关数据，对监测场地10进行维护加固。

本发明采用无线数据传输的方式，则避免屋面打孔引线，对场地造成破坏的影响，并可实现大型建筑场地形变的监测，同时本发明将数据测量机构1采集到的数据通过无线传至室内，且从站PLC无线传输模块4通过无线连接从站PLC5，则实现室内远距离传输，可广泛应用于诸如机场航站楼、火车站、体育场等大型建筑中，并且本发明通过Zigbee终端2和Zigbee协调器3等实现屋面大面积数据采集，则能够提高采集的全面性和效率。因此本发明在建筑物屋面安全监测中具有广泛的应用前景。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。