一种隧道结构形变自动化监测数据获取系统技术方案

本发明专利技术公开了一种隧道结构形变自动化监测数据获取系统，包括前台系统、采集系统和数据库服务器；前台系统内置数据采集模块、基础配置模块、数据视图模块和虚拟多串口扩展模块，前台系统和数据库服务器连接。前台系统通过虚拟多串口扩展模块、通信网络、RTU模块和数据采集系统依次通信连接，采用多线程并行通信方式经虚拟多串口扩展模块实现的虚拟多串口进行多线程并行通信，用于向RTU模块并行发送采集请求的数据包；前台系统解析来自RTU模块的测量数据包，并存入数据库服务器。本发明专利技术采用多线程并行通信方式，实现数据的并行采集与数据高速传输操作，同时支持多台不同型号的传感器，护展性好、维护成本低，系统的功能简洁，设置简单，方便操作。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道结构形变自动化监测数据获取系统
本专利技术涉及一种隧道监测预警系统，尤其涉及一种用于隧道结构形变监测的自动化监测数据获取系统，属于安全监控

技术介绍
随着中国城市化建设的快速推进，轨道交通必然成为都市交通的重要工具，其轨道交通运营期间结构变形监测工程的需求很大。地铁在建设过程中可能会引起邻近建（构）筑、地下管线（管涵）、地下工程（地铁隧道、人防工事、地下室等）结构变形，甚至破坏。同时在地铁保护区内进行建设施工也可能造成地铁结构造的变形，甚至损坏而影响地铁的正常营运，或发生营运安全事故。地铁结构一旦发生不均匀变形，很容易产生轨道变形、管片开裂甚至渗漏。变形严重时会造成排水管道损坏，而失去排水功能，对地铁的营运安全产生极大的威胁。因此，加强对地铁隧道结构变形监测的理论和应用技术的研究，不仅对保障国家财产和人民安全有着十分重要的作用，而且对社会安定和经济建设有着积极的作用。目前，用于对隧道进行监测的预警系统，在应用中存在着诸多问题：监测系统支持的全站仪的数量非常少，扩展性差；监测系统支持的传感数量少，且不兼容其它型号的传感器，后期维护成本高；监测系统的功能冗繁，设置复杂，不方便操作，学习培训成本高，运营成本高。为此，有待亟需开发出一种可以支持多台全站仪的兼容不同型号传感器的扩展性好的操作性友好的用于地铁隧道结构形变监测的自动化监测系统。
技术实现思路
现有的用于隧道结构形变监测的自动化监测数据获取系统，存在着监测系统支持的全站仪的数量非常少，扩展性差；监测系统支持的传感数量少，且不兼容其它型号的传感器，后期维护成本高；监测系统的功能冗繁，设置复杂，不方便操作，学习培训成本高，运营成本高等问题。为了克服现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种可以支持多台全站仪的兼容不同型号传感器的扩展性好的操作性友好的用于隧道结构形变监测的自动化监测数据获取系统。本专利技术的技术方案是提供一种隧道结构形变自动化监测数据获取系统，其设计要点在于：包括由上位机构成的前台系统，所述前台系统内置数据采集模块、基础配置模块、数据视图模块和虚拟多串口扩展模块，所述前台系统和数据库服务器通信连接；所述前台系统通过虚拟多串口扩展模块、通信网络、RTU模块和数据采集系统依次通信连接，采用多线程并行通信方式经虚拟多串口扩展模块实现的虚拟多串口进行多线程并行通信，用于向RTU模块并行发送数据采集请求的数据包，RTU模块对所接收的数据采集请求的数据包进行解析后把解析的采集请求发送到构成数据采集系统的对应的采集模块，采集模块的上位机将采集模块中传感器所采集的信息发送到RTU模块，RTU模块对接收的传感器所采集的信息处理成包含有传感器所采集信息的请求数据包，启用多线程并行通信方式传输至前台系统，前台系统对所接收的包含有传感器所采集信息的请求数据包进行解析并存入数据库服务器；所述数据采集系统至少包括由全站仪下位机和全站仪构成的全站仪采集模块、由温湿度下位机和温湿度传感器构成的温湿度采集模块和由静力水准仪下位机和静力水准仪构成的静力水准仪采集模块。本专利技术还有如下进一步优化的技术方案。进一步地，所述数据库服务器中的数据库包括全站仪表、温湿度表和静力水准仪表，全站仪表包含有全站仪的ID信息、全站仪的状态信息、全站仪的坐标信息、全站仪的信号采集时间信息、全站仪的纵向倾斜测量值、全站仪的横向倾斜测量值、全站仪的Hz角度、全站仪的V角度和全站仪的斜距数据、全站仪的信号采样周期信息的字段名，温湿度表包含有温湿度传感器的ID信息、温湿度传感器的状态信息、温湿度传感器的坐标信息、温湿度传感器的信号采集时间信息、温湿度传感器的采集的温度信号信息和温湿度传感器的采集的湿度信号信息、温湿度传感器的信号采样周期信息的字段名，静力水准仪表包含有静力水准仪的ID信息、静力水准仪的状态信息、静力水准仪的坐标信息、静力水准仪的信号采集时间信息、静力水准仪测量的沉降位移信息、静力水准仪的信号采样周期信息的字段名。进一步地，通过前台系统内置的数据采集模块录入用于控制数据采集系统的数据采集信息，所述用于控制数据采集系统的数据采集信息包含全站仪的ID信息、全站仪的状态信息、全站仪的信号采样周期，温湿度传感器的ID信息、温湿度传感器的状态信息、温湿度传感器的采样周期，静力水准仪的ID信息、静力水准仪的状态信息、静力水准仪的信号采样周期，数据采集模块将包含有全站仪的ID信息、全站仪的状态信息、全站仪的采样周期，温湿度传感器的ID信息、温湿度传感器的状态信息、温湿度传感器的采样周期，静力水准仪的ID信息、静力水准仪的状态信息、静力水准仪的信号采样周期的信息的请求数据包发送到数据库服务器并更新数据库中的全站仪表、温湿度表和静力水准仪表。进一步地，通过前台系统内置的基础配置模块录入用于配置数据采集系统的传感器及通信参数的数据配置信息，所述数据配置信息包含有全站仪的ID信息、全站仪的状态信息、全站仪的坐标信息、全站仪的信号采样周期，温湿度传感器的ID信息、温湿度传感器的状态信息、温湿度传感器的坐标信息、温湿度传感器的信号采样周期，静力水准仪的ID信息、静力水准仪的状态信息、静力水准仪的坐标信息、静力水准仪的信号采样周期，基础配置模块将包含有全站仪的ID信息、全站仪的状态信息、全站仪的坐标信息、全站仪的信号采样周期，温湿度传感器的ID信息、温湿度传感器的状态信息、温湿度传感器的坐标信息、温湿度传感器的信号采样周期，静力水准仪的ID信息、静力水准仪的状态信息、静力水准仪的坐标信息、静力水准仪的信号采样周期的信息的请求数据包发送到数据库服务器中，数据库服务器解析所接收的请求数据包后针对数据库中的全站仪表、温湿度表和静力水准仪表进行创建、删除或更新操作。进一步地，通过所述前台系统内置的数据视图模块录入用于针对数据库服务器中的数据库中存储的数据以图视方式进行显示、按照字段名对数据库进行查询、数据库中数据的导入或导出备份、数据单位设置的配置信息，数据视图模块根据所述配置信息针对数据库中存储的数据进行图视显示、按照字段名对数据库进行查询、数据库中数据的导入或导出备份、数据单位设置的操作。进一步地，其特征在于：所述RTU模块包括通信模块、供电模块和控制模块，所述通信模块用于把输入的RS485通信信号转换为RJ45通信信号并通过3G模块与前台系统进行数据通信，所述供电模块将输入的220v电源转换为12v和24v直流电，12v直流电用于向通信模块和控制模块供电，24v直流电用于向全站仪采集模块、温湿度采集模块和静力水准仪采集模块供电，所述控制模块根据所接收的来自前台系统的控制信号用于数据采集系统的自动或手动控制系统的开关状态、系统复位。在应用中，本专利技术的自动化监测数据获取系统包括上位机、下位机和数据库服务器，下位机根据上位机发出的数据采集请求进行数据采集和数据发送操作，一个下位机可以对多个监测点进行测量和控制，本专利技术的硬件配置简单，连接简洁，成本低。此外，本专利技术的前台系统通过虚拟多串口扩展模块、通信网络、RTU模块和下位机依次通信连接，其中RTU模块可以和多个下位机采用不同通信通道进行通信连接，支持多传感数量连接，并行通信，且兼容其它型号的传感器，扩展性好。前台系统采用多线程并行通信方式经虚拟多串口扩展本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隧道结构形变自动化监测数据获取系统，其特征在于：包括由上位机构成的前台系统，所述前台系统内置数据采集模块、基础配置模块、数据视图模块和虚拟多串口扩展模块，所述前台系统和数据库服务器通信连接；所述前台系统通过虚拟多串口扩展模块、通信网络、RTU模块和数据采集系统依次通信连接，采用多线程并行通信方式经虚拟多串口扩展模块实现的虚拟多串口进行多线程并行通信，用于向RTU模块并行发送数据采集请求的数据包，RTU模块对所接收的数据采集请求的数据包进行解析后把解析的采集请求发送到构成数据采集系统的对应的采集模块，采集模块的上位机将采集模块中传感器所采集的信息发送到RTU模块，RTU模块对接收的传感器所采集的信息处理成包含有传感器所采集信息的请求数据包，启用多线程并行通信方式传输至前台系统，前台系统对所接收的包含有传感器所采集信息的请求数据包进行解析并存入数据库服务器；所述数据采集系统至少包括由全站仪下位机和全站仪构成的全站仪采集模块、由温湿度下位机和温湿度传感器构成的温湿度采集模块和由静力水准仪下位机和静力水准仪构成的静力水准仪采集模块。

【技术特征摘要】
1.一种隧道结构形变自动化监测数据获取系统，其特征在于：包括由上位机构成的前台系统，所述前台系统内置数据采集模块、基础配置模块、数据视图模块和虚拟多串口扩展模块，所述前台系统和数据库服务器通信连接；所述前台系统通过虚拟多串口扩展模块、通信网络、RTU模块和数据采集系统依次通信连接，采用多线程并行通信方式经虚拟多串口扩展模块实现的虚拟多串口进行多线程并行通信，用于向RTU模块并行发送数据采集请求的数据包，RTU模块对所接收的数据采集请求的数据包进行解析后把解析的采集请求发送到构成数据采集系统的对应的采集模块，采集模块的上位机将采集模块中传感器所采集的信息发送到RTU模块，RTU模块对接收的传感器所采集的信息处理成包含有传感器所采集信息的请求数据包，启用多线程并行通信方式传输至前台系统，前台系统对所接收的包含有传感器所采集信息的请求数据包进行解析并存入数据库服务器；所述数据采集系统至少包括由全站仪下位机和全站仪构成的全站仪采集模块、由温湿度下位机和温湿度传感器构成的温湿度采集模块和由静力水准仪下位机和静力水准仪构成的静力水准仪采集模块；所述数据库服务器中的数据库包括全站仪表、温湿度表和静力水准仪表，全站仪表包含有全站仪的ID信息、全站仪的状态信息、全站仪的坐标信息、全站仪的信号采集时间信息、全站仪的纵向倾斜测量值、全站仪的横向倾斜测量值、全站仪的Hz角度、全站仪的V角度和全站仪的斜距数据、全站仪的信号采样周期信息的字段名，温湿度表包含有温湿度传感器的ID信息、温湿度传感器的状态信息、温湿度传感器的坐标信息、温湿度传感器的信号采集时间信息、温湿度传感器的采集的温度信号信息和温湿度传感器的采集的湿度信号信息、温湿度传感器的信号采样周期信息的字段名，静力水准仪表包含有静力水准仪的ID信息、静力水准仪的状态信息、静力水准仪的坐标信息、静力水准仪的信号采集时间信息、静力水准仪测量的沉降位移信息、静力水准仪的信号采样周期信息的字段名；通过前台系统内置的数据采集模块录入用于控制数据采集系统的数据采集信息，所述用于控制数据采集系统的数据采集信息包含全站仪的ID信息、全站仪的状态信息、全站仪的信号采样周期，温湿度传感器的ID信息、温湿度传感器的状态信息、温湿度传感器的采样周期，静力水准仪的ID信息、静...

【专利技术属性】
技术研发人员：储征伟，钟金宁，王庆，段伟，
申请(专利权)人：南京市测绘勘察研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32