【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于自动化控制，尤其涉及一种深孔远程自动化监测设备及方法。
技术介绍
1、在许多工程背景中，需要对地下打孔进行孔内情况进行长期监测，比如监测的要素有地下水水位，地下水水质，地下孔的孔壁情况，孔内不同土层的沉降，以及孔内的倾斜和变形，并将数据远程发回监测中心，这就需要使用深孔远程自动化监测设备。深孔远程自动化监测系统是一种用于测量钻孔、基坑、地基基础、墙体和坝体坡等工程构筑物的顶角、方位角的多要素的监测系统；然而现有的深孔远程自动化监测设备存在传动系统具有传动误差、测量数据不准确，自动化程度不高、测量效率较低的缺点。测量的面有点窄；
2、图1到图4所示，现有技术提供了一个专利：申请号202310165405.x，本专利技术实施例提供一种深孔远程自动化监测设备，该设备包括：主控台(1)、测量单元(2)和配重锚固点(3)；
3、所述主控台(1)包括：一体式底座(11)、行星减速步进电机(13)、松下锂电组(14)、电机驱动器(19)、旋转增量式编码器(17)、测斜主控模块(16)、零点感应模块(18)、同步带检测模块(181)、开环同步带(15)、闭环同步带(171)、同步带轮(131)；
4、所述测量单元(2)包括：主导杆(21)、测量单元防水外罩(22)、导轮模块(25)、同步轮支撑模块(23)、测量单元供电池(26)、测量芯片(27)、芯片固定座(28)、摄像模块(24)；
5、所述配重锚固点(3)包括：配重杆主结构(31)、导轮模块(25)、同步惰轮(32)、增量式配重
6、从智能化方面分析，该深孔远程自动化监测设备存在以下问题：
7、1.智能化程度有限：虽然该设备具有自动化监测的功能，但在智能化方面还有所欠缺。例如，该设备只是简单地执行预设的监测任务，而不能根据实时数据和环境变化进行智能决策和自适应调整。
8、2.数据处理和分析能力不足：该设备收集了大量的数据，但缺乏强大的数据处理和分析能力，无法有效地挖掘数据中的潜在信息，从而限制了其在预测性维护、故障预警等方面的应用。
9、3.交互体验不够智能化：设备与操作人员的交互还停留在基础的指令输入和结果输出层面，缺乏直观的数据可视化、语音控制等智能化交互方式，降低了使用的便捷性和体验。
10、4.缺乏智能学习和自优化能力：随着使用时间的增长和数据的积累，设备应该具备自我学习和优化的能力，以不断提高监测的准确性和效率。然而，现有技术还没有实现这一功能。
11、综上所述，该深孔远程自动化监测设备在智能化方面还有较大的提升空间，需要进一步加强智能化技术的研究和应用，以提高设备的整体性能和竞争力。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种深孔远程自动化监测设备及方法。
2、本专利技术是这样实现的，一种深孔远程自动化监测方法，包括以下步骤：
3、a.主控台设置：通过主控台设置监测任务的具体参数，包括但不限于孔深度、监测位置以及所需采集的数据类型，如温度、压力、化学成分等；主控台负责设备的保护职能，包括太阳能充电管理、主机控制以及4g数据传输系统的管理，以保证设备的长期、稳定工作。
4、b.数据采集与传输：在达到预设的监测时间点时，利用电机驱动器驱动旋转增量式编码器，通过编码器精确计数控制带齿皮带移动，精确下放监测设备到指定深度和位置进行数据采集；采集完成后，通过边缘计算对数据进行初步处理和存储，然后设备被反向驱动回收至孔口，通过4g网络将数据发送至远端服务器。
5、c.精度控制：通过带齿皮带和皮带轮的精密咬合，实现对设备下放和回收过程中位置控制的高精度，精度控制达到0.1mm。
6、d.扭矩测量与反馈：在设备运行过程中实时测量设备的扭矩，并当扭矩达到预设安全阈值时自动停止工作并实时反馈至服务器，以防设备受损或卡住。
7、进一步，所述主控台进一步包括太阳能充电与4g数据传输功能：
8、a.太阳能充电功能：主控台配备太阳能板，负责为监测设备提供环境友好型的能源供应，确保设备能够持续稳定地进行数据采集和传输工作。
9、b.4g数据传输功能：利用4g网络技术实现监测数据的远程传输，确保数据能够实时发送到服务器或云平台，方便远程管理和分析，提高监测工作的效率和实时性。
10、进一步，所述深孔远程自动化监测设备具体功能为：由行星减速步进电机转动同步带轮，同步带轮咬合同步带来控制测量单元在孔里面进行来回的伸缩，由于同步带和同步带轮的齿的咬合非常标准，每一个转动的齿轮都非常的标准齿距也标准，可以通过计算步进电机转动的圈数来了解到监测单元下探孔内的位置，当设备到达预定位置时，利用内置传感器实现数据测量，从而完成孔内部的变形监测，以及孔里面的水位水温监测，同时可以配上拍照功能进行孔内部的情况进行逐点拍照并标记图片；在到达孔口位置时通过4g将数据发送到服务器。
11、进一步，所述测量单元包括mems传感器，当触碰水是反馈给测量单元进行算法时间乘以步进速度计算，从而得到水面到孔口的距离。
12、本专利技术另一目的在于提供一种实施所述深孔远程自动化监测设备的深孔远程自动化监测方法，该方法包括：
13、s1：由主控台放在孔口，主控台负责对设备的保护，太阳能充电，主机控制，4g数据传输，主控台中带有按键，屏幕，通过按键和屏幕，设置要监测采集数据的孔深度，以及监测的位置，要采集的数据类型；
14、s2：当到达监测时间点时，主机和测量单元唤醒，测量单元对主机进行指令操作对接后，主机开始驱动电机驱动器，带动旋转增量式编码器，旋转增量式编码器转动齿轮，带动带齿皮带进行下放，仪器下放离开零点位置，当转动齿轮旋转固定圈数到达指令位置时，设备等待15s，测量单元中的测量单元，在此处进行振动和倾斜的稳定采集，仪器处于静止状态待数据稳定后，判断为可以进行有效数据采集，并进行数据滤波算法处理，保证数据稳定有效，就进行水位视频倾斜沉降数据采集并存储和电机控制，同时进行边缘计算存储数据，如此持续反复，直到指定深度，在通过电机驱动器，反向驱动齿轮进行数据采集；反向转动到孔口后进行数据发送；
15、s3：为了方便孔中设备的来回穿梭，以及保护孔，在孔底沉入一块铁块并进行固定，在卡齿皮带的末端加入磁性开关进行指令吸附固定，这样就形成了皮带的环形结构，卡死拉伸皮带，方便带齿皮带的稳定有效穿梭。
16、进一步，所述带齿皮带和皮带轮，让齿和轮子精密咬合控制好精度，可达0.1mm；增加了扭矩测量，当设备被卡时，扭力达到一定程度将停止工作并实时反馈给服务器。
17、进一步，所述行星减速步进电机进行匀速控制，保证传动平稳。
18、进一步，所述边缘计算中，把需要监测的水位值，孔的变形值进行计算存储后打包发送到服务器，服务器根据数据进行曲线和报表绘制，并根据算法分析提供预警预报处理。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种深孔远程自动化监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的深孔远程自动化监测方法，其特征在于，所述主控台进一步包括太阳能充电与4G数据传输功能：
3.如权利要求1所述的深孔远程自动化监测方法，其特征在于，还包括：
4.如权利要求1所述的深孔远程自动化监测方法，其特征在于，还包括：
5.如如权利要求1所述的深孔远程自动化监测方法，其特征在于，还包括：
6.如如权利要求1所述的深孔远程自动化监测方法，其特征在于，还包括：
7.如权利要求1所述的深孔远程自动化监测方法，其特征在于，还包括：
8.一种基于权利要求1所述的方法的深孔远程自动化监测设备，其特征在于，包括：
9.根据权利要求7所述的深孔远程自动化监测设备，其特征在于，
10.如权利要求7所述深孔远程自动化监测设备，其特征在于，所述深孔远程自动化监测设备具体功能为：由行星减速步进电机转动同步带轮，同步带轮咬合同步带来控制测量单元在孔里面进行来回的伸缩，由于同步带和同步带轮的齿的咬合非常标准，每一个
...【技术特征摘要】
1.一种深孔远程自动化监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的深孔远程自动化监测方法，其特征在于，所述主控台进一步包括太阳能充电与4g数据传输功能：
3.如权利要求1所述的深孔远程自动化监测方法，其特征在于，还包括：
4.如权利要求1所述的深孔远程自动化监测方法，其特征在于，还包括：
5.如如权利要求1所述的深孔远程自动化监测方法，其特征在于，还包括：
6.如如权利要求1所述的深孔远程自动化监测方法，其特征在于，还包括：
7.如权利要求1所述的深孔远程自动化监测方法，其特征在于，还包括：
8.一种基于权利要求1所述的方法的深孔远程自动化监测设备，其特征在于，包括：
9.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：李纠，
申请(专利权)人：北京丈量天下信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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