一种基于物联网技术的大坝变形自动化监测系统技术方案

一种基于物联网技术的大坝变形自动化监测系统，包括均匀布设在大坝变形体上的多个观测目标点、位于大坝变形体的稳定区域外的参考系、基站、计算机控制室。基站设有数据采集器，基站通过通讯介质连接计算机控制室，计算机控制室通过通讯介质连接图像显示装置、预警装置。本实用新型专利技术一种基于物联网技术的大坝变形自动化监测系统，具备自动识别、自动观测、自动记录、自动数据处理、资料分析与预报等功能；其精度高、监测方便、反馈及时、经济合理，有效保证大坝的安全稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网技术的大坝变形自动化监测系统
本技术一种基于物联网技术的大坝变形自动化监测系统，涉及大坝变形安全监测领域。
技术介绍
大坝在施工过程中，不仅会受风力的影响发生倾斜及振动；而且日照、温差、自重等因素也会引起大坝施工时混凝土结构变形，坝体产生水平分量上的平移和垂直分量上的沉降。如果不能及时发现、及时处理，这将会对大坝施工造成巨大的安全隐患。因此，建立大坝安全监测系统作为大坝的耳目，监测大坝在施工期的工作性态，对大坝安全运行状况进行评估和预报，保证大坝工程在施工过程中的自身稳定和安全尤为重要。施工期的变形监测，能较早地提供大坝失稳的警报，以便及时采取补救措施；能提供第一性资料，减少在设计假定中的未确定因素，取得反馈信息作反分析用，校核原设计，并在必要时修改原设计；保证施工技术措施能符合实际情况，既安全、又经济。 大坝施工期变形监测的主要内容包括坝体和坝基的水平位移、垂直位移、挠度和倾斜、坝体接缝和裂缝的变形、基岩变形等观测项目。重力坝坝体和坝基的水平位移一般用引张线法观测，坝体的水平位移也可用视准线或激光准直观测。拱坝坝体和坝基水平位移一般用导线观测，在条件合适时也可用交会法或视准线观测。垂直位移一般采用精密水准法测定标点的高程变化而得出。坝体和坝基挠度分别用正垂线和倒垂线观测。坝体和坝基的倾斜目前我国一般用精密水准法观测，有条件时也可采用连通管观测。基岩变形目前常用单点或多点位移计观测。 目前，我国现行采用的大坝安全监测手段虽然具有较先进的技术性和较大的可靠性，但经济上却不尽合理。有的观测方法虽然经济上合理，但运行时间及技术上的可行性较差，稳定性和可靠性不强，如:钻孔倾斜仪及应变仪等无法监测较大尺寸的位移。一方面由于监测点数量较大，测点分散，仪器种类较多，环境条件差，传统的观测手段难以满足安全监测的要求；另一方面目前的变形监测方法，由于其观测周期长、实现自动化观测困难或经济负担重等因素，已不能满足快速、准确获取资料的需要，而且侧重点主要集中在数据的采集和数据的处理及一些简单的分析上，没有建立数据库对监测数据进行统一管理，也没有将监测数据集成研究。
技术实现思路
针对现有技术不足，本技术提供一种基于物联网技术的大坝变形自动化监测系统，具备自动识别、自动观测、自动记录、自动数据处理、资料分析与预报等功能；其精度高、监测方便、反馈及时、经济合理，有效保证大坝的安全稳定。 本技术采取的技术方案为:一种基于物联网技术的大坝变形自动化监测系统，包括均匀布设在大坝变形体上的多个观测目标点、位于大坝变形体的稳定区域外的参考系、基站、计算机控制室。基站设有数据采集器，基站通过通讯介质连接计算机控制室，计算机控制室通过通讯介质连接图像显示装置、预警装置。 所述计算机控制室向基站中的数据采集器发出指令采集数据，采集完毕后数据通过通讯介质回传到计算机控制室，经计算机控制室中的专用计算机对数据进行处理，处理完成后的数据同时传输到图像显示装置和预警装置中，由图像显示装置对数据进行转换、显示；由预警装置对数据进行分析，达到设定安全阈值后自动报警，通知管理员能及时发现大坝异常变形的险情。 所述观测目标点在施工期均匀地布设在大坝变形体的坝底、坝中、坝顶三个层面上，每个层面上安置多个观测目标点。 所述观测目标点包括棱镜、观测墩、强制对中装置，其中强制对中装置是预先埋设固定在观测墩上，棱镜直接卡在带有卡口的强制对中装置上。 所述图像显示装置包括图像转换服务器、屏幕显示器，图像转换服务器连接屏幕显示器。 所述预警装置包括分析器、报警器，分析器连接报警器。 所述通讯介质为GPRS无线通讯网络。 所述观测目标点的棱镜为圆形棱镜。 所述数据采集器的供电部分安装了 UPS。 所述参考系由一系列参考点组成，这些参考点由观测墩、棱镜和强制对中装置组成。 本技术一种基于物联网技术的大坝变形自动化监测系统， 1)、不仅具有观测速度快，自动化程度高，观测精度高、抗干扰能力强、可靠性高，稳定性好、对作业人员要求低的无比优异性，能省时省力，而且能进行实时数据采集、传输和处理，并提供快速反馈信息。 2)、该大坝变形自动化监测系统采用了精密的测量仪器、无线的通讯方式，实现了精密测角和精密测距的电子数字化，能够进行目标的自动识别、自动照准和测量数据的自动观测及记录，适合目前的国情和现行规范、技术上先进、精度高、经济上合理。 3)、采用TCA2003测量机器人，在每个基站点上的工作时间只需十分钟左右，观测时间短，极大提高了监测速度，提高了监测工作效率，实现了大坝变形全天候、高精度的监测与预报。 4)、该系统运用的数据采集测量机器人采用了大容量的数据存储器，自动实现数据采集和存储，实现无人值守。同时避免了由人工采集、读数、记录带来的误差，大大提高了观测精度，减轻了观测工作的劳动强度。 【附图说明】 图1为本技术系统连接示意图； 图2为本技术系统监测原理示意图。 【具体实施方式】 如图1所示，一种基于物联网技术的大坝变形自动化监测系统，包括均匀布设在大坝变形体4上的多个观测目标点5、位于大坝变形体4的稳定区域外的参考系3、基站1、计算机控制室2。所述观测目标点5在施工期均匀地布设在大坝变形体4的坝底、坝中、坝顶三个层面上，每个层面上安置多个观测目标点5。每个层面上根据大坝的实际情况安置观测目标点5的个数，按照最能反映变形特性的原则实施布置。所述观测目标点5包括棱镜、观测墩、强制对中装置，其中强制对中装置是预先埋设固定在观测墩上，棱镜直接卡在带有卡口的强制对中装置上。所述棱镜为优先采用圆形小棱镜，提高测量数据精度。参考系3为监测系统中的数据观测时，提供参考方位。所述参考系3由一系列参考点组成，这些参考点类似观测目标点5，由观测墩、棱镜和强制对中装置组成。 所述基站1设有数据采集器6，其中数据采集器6采用智能型电子全站仪TCA2003。基站1通过通讯介质7连接计算机控制室2,计算机控制室2通过通讯介质7连接图像显示装置8、预警装置9。所述计算机控制室2向基站1中的数据采集器6发出指令采集数据，采集完毕后数据通过通讯介质7回传到计算机控制室2，经计算机控制室2中的专用计算机对数据进行处理，处理完成后的数据同时传输到图像显示装置8和预警装置9中，由图像显示装置8对数据进行转换、显示；由预警装置9对数据进行分析，达到设定安全阈值后自动报警，通知管理员能及时发现大坝异常变形的险情。计算机控制室2中控制数据采集器6的计算机，会由管理员事先设置好巡测周期，指令数据采集器6进行自动观测。数据采集器6的供电部分安装了 UPS，保证电源稳压，并确保突然停电而不会给测量机器人带来损害，避免测量工作受到干扰。 基站1是数据采集器6实施采集工作的基地，具有良好的通视条件，安装时数据采集器6会被固定在测量架上。计算机控制室2中包含有各种专用计算机，其中控制数据采集器6的计算机会由管理员事先根据大坝所处的时期，设置好自动巡测的周期数，指令数据采集器6进行自动观测，观测周期可以根据大坝所处的时期设置。 观测目标点5在施工期间均匀地布设在大坝变形体4的坝底、坝中、坝顶三个层面上。每本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于物联网技术的大坝变形自动化监测系统，包括均匀布设在大坝变形体（4）上的多个观测目标点（5）、位于大坝变形体（4）的稳定区域外的参考系（3）、基站（1）、计算机控制室（2）；其特征在于，基站（1）设有数据采集器（6），基站（1）通过通讯介质（7）连接计算机控制室（2），计算机控制室（2）通过通讯介质（7）连接图像显示装置（8）、预警装置（9）。

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网技术的大坝变形自动化监测系统，包括均匀布设在大坝变形体(4)上的多个观测目标点(5)、位于大坝变形体(4)的稳定区域外的参考系(3)、基站(I)、计算机控制室(2);其特征在于，基站(I)设有数据采集器(6)，基站(I)通过通讯介质(7)连接计算机控制室(2 )，计算机控制室(2 )通过通讯介质(7 )连接图像显示装置(8 )、预警装置(9 )。2.根据权利要求1所述一种基于物联网技术的大坝变形自动化监测系统，其特征在于，所述计算机控制室(2)向基站(I)中的数据采集器(6)发出指令采集数据，采集完毕后数据通过通讯介质(7)回传到计算机控制室(2)，经计算机控制室(2)中的专用计算机对数据进行处理，处理完成后的数据同时传输到图像显示装置(8)和预警装置(9)中，由图像显示装置(8)对数据进行转换、显示；由预警装置(9)对数据进行分析，达到设定安全阈值后自动报警，通知管理员能及时发现大坝异常变形的险情。3.根据权利要求1所述一种基于物联网技术的大坝变形自动化监测系统，其特征在于，所述观测目标点(5)在施工期均匀地布设在大坝变形体(4)的坝底、坝中、坝顶三个层面上，每个层面上安置多个观测目标点(5)。4.根据权利要求1或3所述一种基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗小兵，戴会超，王茹，别玉静，
申请(专利权)人：三峡大学，中国长江三峡集团公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42