岩土工程现场监测高速远程无线传输装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种岩土工程现场监测高速远程无线传输装置，涉及一种高速远程无线传输技术。本装置包括前后依次连接的数据采集和传输控制模块（１０）、高速率远程无线传输模块（２０）和数据传输接收控制模块（３０）；上述三个功能块分别为由前后连接的数据采集仪（１１）和传输控制器（１２），无线接入点（２１）、无线网桥（２２）和中继网桥（２３），交换机（３１）、控制端计算机（３２）和远程传输控制软件（３３）组成。本实用新型专利技术超高传送速率和超远传输距离；组网灵活，扩展性强；适应能力强；数据安全度高；解决了岩土工程监测数据远程实时高速无线传输难题，实现了恶劣环境下岩土工程构筑物变形的实时高速遥测。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于IEEE 802. 1 la无线传输协议和Wi-Fi、WLAN无线接入技 术及微波通讯技术的高速远程无线传输装置，尤其涉及一种岩土工程现场监测高速远程无 线传输装置。
技术介绍
岩土工程监测是岩土工程的一个重要组成部分，在设计、施工和运行各阶段均发 挥着重要的作用，是确保岩土工程施工和运行安全必不可少的技术措施，是完善岩土工程 设计方法的关键性环节以及施工和运行技术决策的重要依据。近年来安全监测在水利水 电、工民建、铁路交通、煤炭矿山和军工等行业中得到广泛应用与发展，并日益受到工程技 术人员和各级工程决策机构的重视。因此，岩土工程监测技术的革新和监测设备的专利技术，将 有力地推动岩土工程的发展。 由于岩土工程地质条件的复杂性和多样性，无法也不可能在工程设计阶段准确无 误地预测工程施工和运行过程中的状况，工程事故和灾害仍不时发生。及时、准确地在事故 前获得工程变形或破坏信息并据此进行准确的判断，采取有效的防范措施以避免灾害的发 生是岩土工程安全监测的主要目的。现代科学技术的飞速发展，促进了监测技术手段的更 新换代，如测量机器人、自动GPS、地面三维激光扫描为代表的现代地面测量技术正逐步替 代经纬仪、全站仪等传统的人工观测技术而实现监测自动化；以测斜仪、沉降仪和应变计等 为代表的地下观测监测技术也正逐步实现数字化、自动化和网络化，监测工作将向实时、连 续、高效、动态、自动化和网络化的方向发展。有线网络通讯、无线移动通讯和卫星通讯等多 种网络技术的发展，也逐步为工程变形观测监测信息的实时远程传输和现场控制系统的集 成提供了基础。 虽然，我国目前的监测技术和监测设备均取得了很大的进步，但我国大量的岩土 工程安全监测仍主要采用经纬仪、全站仪、测斜仪、沉降仪和应变计等传统的人工光学测 量、电磁测量方法和手工记录观测数据方法，使监测工作仍十分艰苦和繁重，尤其在条件艰 苦、环境恶劣的环境下连续监测、数据的连续采集和实时监测则更难以实现。随着网络技 术的进步，采用网络布线形式的实时监控在一定程度上解决了实时监控和遥测难题，但网 线布线监测的布线难和易损问题以及初期成本和维护成本问题突出，制约了其进一步的应 用。近年来GPRS和CDMA技术逐渐应用于监测工作，初步实现了监测数据的远程无线传输。 但目前无线监控技术采用的GPRS和CDMA技术存在明显的带宽不足缺陷，数据传输速率仅 几Kbps到十几Kbps，视频传输每秒只有几帧甚至无法传送，尤其在距离基站较远的偏僻地 段，信号微弱，接通和传输速率显著降低，容易出现断点和无线接收死角。无线遥测即便实 现，效果则难以令人满意。新型无线通讯技术如WLAN、Wi-Fi、Wimax和微波通讯等虽在传输 带宽和架设难度、维护成本等方面均具备很大的优势，但基于新型无线通讯技术的岩土工 程高速远程无线监测很少甚至才刚刚起步，市场前景和容量十分可观。
技术实现思路
本技术的目的就在于克服了现有无线监控技术中GPRS和CDMA技术带宽不 足、基站依赖性大、尤其在距离基站较远的偏僻地段信号微弱，接通率和传输速率低等缺 点，提供一种岩土工程现场监测高速远程无线传输装置及其方法。装置耐候性佳、具备超高 传送速率和超远传输距离；同时组网灵活、扩展性强、安装快捷且维护方便，解决了岩土工 程监测数据的高速远程无线传输问题，实现了环境恶劣、条件艰苦地方的岩土工程远程高 速无线遥测。 本技术的目的是这样实现的。 通过传输控制器、整合无线网络接入技术和无线网络传输功能的全天候无线网桥 /接入点和中继网桥之间的无线高速连接；或者通过传输控制器与基于WLAN无线接入协议 的无线接入点、无线网桥和中继网桥之间的无线高速连接，将岩土工程现场监测数据采集 仪存储的大量监测资料，以高传输速率远距离无线传输至交换机和控制端计算机，从而远 程高速获取现场的监测资料，知悉、判断监测物安全性状的变化，为安全管理和决策部门提 供实时的监测数据和判断依据；并将控制端计算机的控制指令高速返回现场监测的数据采 集仪，进行数据采集仪的初始设定、采样设置和实时采样等操作。本装置克服了现有无线监 控技术中GPRS和CDMA技术带宽不足、基站依赖性大、尤其在距离基站较远的偏僻地段信号 微弱，接通率和传输速率低等缺点；装置耐候性佳、具备超高传送速率和超远传输距离；同 时组网灵活、扩展性强、安装快捷且维护方便，解决了岩土工程监测数据的高速远程无线传 输问题，实现了环境恶劣、条件艰苦地方的岩土工程远程高速无线遥测。 —、岩土工程现场监测高速远程无线传输装置(简称装置) 本装置包括前后依次连接的数据采集和传输控制模块、高速率远程无线传输模块 和数据传输接收控制模块； 所述的数据采集和传输控制模块由前后连接的数据采集仪和传输控制器组成，主 要完成监测数据的采集、存储和传输等待任务； 所述的高速率远程无线传输模块由前后无线连通的无线接入点、无线网桥和中继 网桥组成，也可采用整合无线网络接入技术和无线网络传输功能的全天候无线网桥/接入 点和中继网桥之间的无线高速连接，完成高速无线连接和监测资料的远程高速无线传输； 所述的数据传输接收控制模块由前后连接的交换机和控制端计算机组成，控制端 计算机由远程传输控制软件控制，主要完成现场监测资料的接收、处理，并通过控制指令的 高速远程传输实现现场监测的高速率远程无线控制，实现远程高速无线遥测。 本装置的工作原理是 数据采集仪获取各测点数码传感器变形值，予以数码显示或存储，并与基于IEEE 802. lla无线传输协议和Wi-Fi无线接入技术的数据高速无线接入的传输控制器通过标准 的RJ45网络接口网线连接，接受数据采集、存储和数据传送等指令管理和控制； 基于IEEE 802. lla无线传输协议和Wi-Fi无线接入技术的无线接入点与传输控 制器通过IEEE 802. lla无线传输协议和Wi-Fi无线接入实现高速无线连接，无线接入点再 与无线网桥通过Wi-Fi无线接入技术连接，无线网桥与中继网桥通过微波通讯技术实现高 速无线连接，组成监测资料的高速远程无线连接和通讯模块，负责数据采集仪监测资料的 高速远程无线接入和数据传输； 交换机通过IEEE 802. 11a无线传输协议和Wi_Fi无线接入与中继网桥建立高速 无线连接，再通过通过RJ45网络接口和网线与控制端计算机连接，控制端计算机通过安装 远程传输控制软件，高速无线远程接收数据采集仪传输的监测资料，并将控制端计算机的 指令转发给数据采集仪，完成数据采集仪采样设置、数据采集和数据无线传输等工作，从而 实现岩土工程监测的高速无线控制和资料的高速远程无线传输。 本装置技术指标和主要优势1) 网络标准2) 工作频段3) 链路速率4) 灵活组网5) 网络功能6) 传输距离7) 安全机制8) 基站依附9) 工作环境10) 工作电源11) 输出功率6 18Mbps :20dBm ; 24 36Mbps :19dBm 48 54Mbps :18dBm12) 接收灵敏度 6Mbps广88dBm ; 12Mbps广86dBm 24Mbps广81dBm 36Mbps :-76dBm 48Mbps广72dBm 54Mbps广68dBmIEEE 802.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种岩土工程现场监测高速远程无线传输装置，其特征在于：　　　　本装置包括前后依次连接的数据采集和传输控制模块（１０）、高速率远程无线传输模块（２０）和数据传输接收控制模块（３０）；　　　　所述的数据采集和传输控制模块（１０）由前后连接的数据采集仪（１１）和传输控制器（１２）组成，主要完成监测数据的采集、存储和传输等待任务；　　　　所述的高速率远程无线传输模块（２０）由前后无线连通的无线接入点（２１）、无线网桥（２２）和中继网桥（２３）组成，完成高速无线连接和监测资料的远程高速无线传输；　　　　所述的数据传输接收控制模块（３０）由前后连接的交换机（３１）、控制端计算机（３２）和安装于控制端计算机（３２）内的远程传输控制软件（３３）组成，主要完成现场监测资料的接收、处理，并通过控制指令的远程高速传输实现现场数据采集仪（１１）的高速率远程无线控制，实现远程高速无线遥测。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯俊德，李建国，胡明鉴，孟庆山，汪稔，陈中学，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，中铁二院工程集团有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：83[]