專利名稱：基于vsat衛(wèi)星通信的隧道安全性實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及安全性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，尤其涉及一種基于VSAT衛(wèi)星通信的隧道安全性實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的規(guī)模在不斷擴(kuò)大，城際列車、高速鐵路、高速公路等項(xiàng)目正在進(jìn)行大規(guī)模建設(shè)。這些項(xiàng)目都要求線路直線化，因此大量的隧道在開(kāi)鑿建設(shè)，并投入使用。目前使用中的隧道受地質(zhì)災(zāi)害的影響，時(shí)有發(fā)生坍塌，造成非常嚴(yán)重的后果，給人民的生命財(cái)產(chǎn)造成重大的損失?，F(xiàn)有技術(shù)中，我國(guó)對(duì)隧道的管理只考慮以下方面火災(zāi)、交通安全事故、進(jìn)水、擁堵、通風(fēng)、照明等，并沒(méi)有對(duì)隧道發(fā)生坍塌前的位移監(jiān)測(cè)和管理?，F(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于其他建筑物產(chǎn)生位移的監(jiān)測(cè)設(shè)備均由國(guó)外進(jìn)口，一般采用GPS為傳感器，其價(jià)格昂貴，傳輸方式有限，對(duì)于電網(wǎng)所不能達(dá)到的地方無(wú)法實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)，目前，隧道的監(jiān)測(cè)基本屬于空白階段。 然而，我國(guó)面積遼闊，各種隧道分布范圍廣，現(xiàn)有的技術(shù)無(wú)法對(duì)所有的隧道進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)測(cè)導(dǎo)致很多隧道的安全狀況無(wú)法及時(shí)獲取，經(jīng)常造成重大的生命財(cái)產(chǎn)損失。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有一種對(duì)隧道安全性進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)，因此有必要提供一種隧道安全性實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)。本實(shí)用新型公開(kāi)了一種一種基于VSAT衛(wèi)星通信的隧道安全性實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其包括VSAT主站、VSAT衛(wèi)星、至少一個(gè)VSAT分站、所述VSAT分站通過(guò)VSAT衛(wèi)星連接VSAT 主站，所述VSAT分站中設(shè)置隧道位移傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述隧道位移傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中設(shè)置三個(gè)傳感器，分別安裝在隧道監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水平方向和垂直方向，水平方向安裝在水平X軸和水平Y(jié)軸，垂直方向安裝在垂直Z軸。優(yōu)選地，上述位移傳感系統(tǒng)包括濾波器、放大器、ARM板、數(shù)據(jù)處理中心，所述傳感器依序連接濾波器、放大器、ARM板、數(shù)據(jù)處理中心。優(yōu)選地，上述ARM板上設(shè)置報(bào)警裝置。優(yōu)選地，上述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括太陽(yáng)能供電裝置，所述太陽(yáng)能供電裝置連接VSAT分站。優(yōu)選地，上述太陽(yáng)能供電裝置包括太陽(yáng)能電池板、太陽(yáng)能控制器和蓄電池，所述太陽(yáng)能控制器分別連接太陽(yáng)能電池板、蓄電池。優(yōu)選地，上述VSAT主站包括控制中心。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有以下有益效果本實(shí)用新型公開(kāi)的隧道安全性實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)填補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)中隧道安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的空白，通過(guò)安裝在隧道監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三個(gè)傳感器監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)是否存在位移，從而判斷隧道是否出現(xiàn)坍塌等安全隱患，本實(shí)用新型基于VSAT衛(wèi)星進(jìn)行通信，通信穩(wěn)定性高，系統(tǒng)成本低，實(shí)用性高。
本實(shí)用新型將通過(guò)例子并參照附圖的方式說(shuō)明，其中圖1為基于VSAT衛(wèi)星通信的隧道安全性實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
本說(shuō)明書中公開(kāi)的所有特征，或公開(kāi)的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說(shuō)明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開(kāi)的任一特征，除非特別敘述，均可被其它等效或具有類似目的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。VSAT是一種天線口徑很小的衛(wèi)星通信地球站，又稱微型地球站或小型地球站。其特點(diǎn)是天線直徑很小(一般為0. 3-2. 4米)，其設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、固體化、智能化、價(jià)格便宜、 安裝方便、對(duì)使用環(huán)境要求不高，且不受地面網(wǎng)絡(luò)的限制，組網(wǎng)靈活。本實(shí)用新型公開(kāi)的基于VSAT衛(wèi)星通信的隧道安全性實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括VSAT主站、VSAT衛(wèi)星、至少一個(gè)VSAT 分站、所述VSAT分站通過(guò)VSAT衛(wèi)星連接VSAT主站，所述VSAT分站中設(shè)置隧道位移傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述隧道位移傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中設(shè)置三個(gè)傳感器，分別安裝在隧道監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水平方向和垂直方向，水平方向安裝在水平X軸和水平Y(jié)軸，垂直方向安裝在垂直Z軸。通過(guò)安裝在水平和垂直方向上的三個(gè)傳感器采集到的位置數(shù)據(jù)傳輸給VSAT分站，VSAT分站再通過(guò) VSAT衛(wèi)星傳輸給VSAT主站進(jìn)行分析，由此得到每個(gè)隧道中監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移狀況，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)隧道的安全信息，通過(guò)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移是否發(fā)生改變判斷隧道是否發(fā)生震動(dòng)或坍塌等其他狀況。如圖1所示的基于VSAT衛(wèi)星通信的隧道安全性實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，VSAT衛(wèi)星通信子系統(tǒng)由一個(gè)包含控制中心的主站、衛(wèi)星和1到k個(gè)VSAT終端(位移監(jiān)測(cè)點(diǎn))三部分組成。信號(hào)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備將接入的業(yè)務(wù)信息(包括數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和圖像)，通過(guò)IP接入控制器送入路由器；路由器將數(shù)字信號(hào)送入調(diào)制解調(diào)器；經(jīng)調(diào)制解調(diào)器的基帶處理和調(diào)制處理后轉(zhuǎn)換為中頻信號(hào)，經(jīng)射頻子系統(tǒng)送入天線子系統(tǒng)發(fā)向衛(wèi)星。信號(hào)接收通過(guò)天線子系統(tǒng)接收到的由衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)信號(hào)，經(jīng)射頻子系統(tǒng)分路處理后，分別送入各調(diào)制解調(diào)器。經(jīng)調(diào)制解調(diào)器解調(diào)、基帶處理后，轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號(hào)送入路由器，經(jīng)過(guò)路由器送入IP接入控制器，然后送入網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備。監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)直接接入衛(wèi)星終端，通過(guò)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)傳輸通道，實(shí)現(xiàn)控制中心與位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸。音視頻信號(hào)經(jīng)過(guò)音視頻切換器切換選擇，接入圖像編解碼器，通過(guò)圖像編解碼器對(duì)所接入的視音頻信號(hào)進(jìn)行量化、壓縮、編碼等處理，送入業(yè)務(wù)傳輸通道發(fā)向衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)控制中心與位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間圖像業(yè)務(wù)的傳輸，可以觀察到現(xiàn)場(chǎng)所發(fā)生的情況，為控制中心提供有效的指揮依據(jù)。主站(監(jiān)測(cè)中心)，它是VSAT衛(wèi)星通信子系統(tǒng)的心臟。主站使用較大型的天線，其天線直徑一般為9m (Ku波段)或13m (C波段)，并配有高功率放大器(ΗΡΑ)、低噪聲放大器(LNA)、上/下變頻器、調(diào)制解調(diào)器及數(shù)據(jù)接口設(shè)備等。 主站通常與計(jì)算機(jī)放在一起或通過(guò)其它(地面或衛(wèi)星)線路與主計(jì)算機(jī)連接。為了對(duì)全網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、管理、控制和維護(hù)，在主站內(nèi)設(shè)有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制軟件，對(duì)全網(wǎng)運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控和管理，如實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、診斷各小站及主站本身的工作狀況，測(cè)試信道質(zhì)量，負(fù)責(zé)信道分配，統(tǒng)計(jì)等。操作員可在控制臺(tái)使用鍵盤進(jìn)行操作，通過(guò)屏幕顯示并打印輸出結(jié)果。VSAT小站由小口徑天線、室外單元和室內(nèi)單元組成。VSAT天線有正饋和偏饋兩種形式，正饋天線尺寸較大，而偏饋天線尺寸小、性能好(效率高、旁瓣小)，且結(jié)構(gòu)上不易積雪，因此采用偏饋式VSAT 天線。室外單元主要包括GaAsFET固態(tài)功放、低噪聲場(chǎng)效應(yīng)管放大器、上/下變頻器和相應(yīng)的監(jiān)測(cè)電路等。整個(gè)單元可以裝在一個(gè)小金屬盒子內(nèi)，直接掛在天線反射器背面。室內(nèi)單元主要包括調(diào)制解調(diào)器、編譯碼器和數(shù)據(jù)接口設(shè)備等。室內(nèi)外兩單元之間以同軸電纜連接。 傳送中頻信號(hào)和供電電源。整套設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、造價(jià)低廉、全固態(tài)化、安裝方便、環(huán)境要求低，可直接與位移傳感子系統(tǒng)相連，不需要地面中繼線路。優(yōu)選地，所述位移傳感系統(tǒng)進(jìn)一步包括濾波器、放大器、ARM板、數(shù)據(jù)處理中心，所述傳感器依序連接濾波器、放大器、ARM板、數(shù)據(jù)處理中心。當(dāng)有位移發(fā)生時(shí)，傳感器采集到來(lái)水平X軸、水平Y(jié)軸和垂直方向Z軸的信號(hào)，傳感器將輸出的傳感器信號(hào)通過(guò)IKHz的低通濾波器，濾除參雜在信號(hào)中的高頻干擾；然后將濾波后的信號(hào)傳送給放大器，放大器將輸入的信號(hào)放大到IVpp,送到ARM板進(jìn)行轉(zhuǎn)換，由于采集到的信號(hào)為模擬信號(hào)，此時(shí)，使用ARM 板上的AD轉(zhuǎn)換功能，將模型信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并傳送給數(shù)據(jù)處理中心。優(yōu)選地，所述ARM板上設(shè)置報(bào)警裝置，如LED燈光報(bào)警裝置和蜂鳴器聲音報(bào)警裝置，出現(xiàn)異常情況時(shí)，安裝在ARM板上的LED燈光報(bào)警裝置和蜂鳴器聲音報(bào)警裝置同時(shí)工作，產(chǎn)生報(bào)警功能。優(yōu)選地，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括太陽(yáng)能供電裝置，所述太陽(yáng)能供電裝置連接VSAT分站，用于給VSAT分站供電，在很多邊遠(yuǎn)山區(qū)電網(wǎng)沒(méi)有到達(dá)的地方也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道的安全性實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。優(yōu)選地，所述太陽(yáng)能供電裝置包括太陽(yáng)能電池板、太陽(yáng)能控制器和蓄電池，所述太陽(yáng)能控制器分別連接太陽(yáng)能電池板、蓄電池，所述蓄電池和太陽(yáng)能控制器連接分站，給分站中需要供電的裝置供電。優(yōu)選地，所述主站包括控制中心，所述控制中心根據(jù)震動(dòng)點(diǎn)的位置通知其他監(jiān)測(cè)中心，做好預(yù)防和撤離準(zhǔn)備。本實(shí)用新型并不局限于前述的具體實(shí)施方式
。本實(shí)用新型擴(kuò)展到任何在本說(shuō)明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過(guò)程的步驟或任何新的組
I=I O
權(quán)利要求1.一種基于VSAT衛(wèi)星通信的隧道安全性實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于包括VSAT主站、 VSAT衛(wèi)星、至少一個(gè)VSAT分站、所述VSAT分站通過(guò)VSAT衛(wèi)星連接VSAT主站，所述VSAT分站中設(shè)置隧道位移傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述隧道位移傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中設(shè)置三個(gè)傳感器，分別安裝在隧道監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水平方向和垂直方向，水平方向安裝在水平X軸和水平Y(jié)軸，垂直方向安裝在垂直Z軸。
2.如權(quán)利要求1所述的隧道安全性實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述位移傳感系統(tǒng)包括濾波器、放大器、ARM板、數(shù)據(jù)處理中心，所述傳感器依序連接濾波器、放大器、ARM板、數(shù)據(jù)處理中心。
3.如權(quán)利要求2所述的隧道安全性實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述ARM板上設(shè)置報(bào)警直ο
4.如權(quán)利要求1所述的隧道安全性實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括太陽(yáng)能供電裝置，所述太陽(yáng)能供電裝置連接VSAT分站。
5.如權(quán)利要求4所述的隧道安全性實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述太陽(yáng)能供電裝置包括太陽(yáng)能電池板、太陽(yáng)能控制器和蓄電池，所述太陽(yáng)能控制器分別連接太陽(yáng)能電池板、蓄電池。
6.如權(quán)利要求1所述的隧道安全性實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述VSAT主站包括控制中心。
專利摘要本實(shí)用新型涉及安全性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于VSAT衛(wèi)星通信的隧道安全性實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括VSAT主站、VSAT衛(wèi)星、至少一個(gè)VSAT分站、所述VSAT分站通過(guò)VSAT衛(wèi)星連接VSAT主站，所述VSAT分站中設(shè)置隧道位移傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述隧道位移傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中設(shè)置三個(gè)傳感器，分別安裝在隧道監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水平方向和垂直方向，水平方向安裝在水平X軸和水平Y(jié)軸，垂直方向安裝在垂直Z軸。本實(shí)用新型公開(kāi)的隧道安全性實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)填補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)中隧道安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的空白，通過(guò)安裝在隧道監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三個(gè)傳感器監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)是否存在位移，從而判斷隧道是否出現(xiàn)坍塌等安全隱患，本實(shí)用新型基于VSAT衛(wèi)星進(jìn)行通信，通信穩(wěn)定性高，系統(tǒng)成本低，實(shí)用性高。
文檔編號(hào)E21F17/18GK202215296SQ201120252679
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月18日
發(fā)明者何建宇, 何戎遼, 吳偉林, 林晨愷, 林經(jīng)緯, 王維軍 申請(qǐng)人:成都林海電子有限責(zé)任公司