一種基于led的工程結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警可視化系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種基于LED的工程結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警可視化系統(tǒng)，包括：設(shè)置在工程結(jié)構(gòu)中，用于監(jiān)測(cè)與結(jié)構(gòu)安全相關(guān)的被測(cè)量，并將量測(cè)信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器模塊；用于采集存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；用于顯示不同顏色的色光，以表示風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)和安全狀態(tài)的LED預(yù)警模塊；用于接收傳感器模塊電信號(hào)，并進(jìn)行處理、分析，控制LED預(yù)警模塊的色光和閃爍頻率，控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的微處理器模塊；用于讀取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中的數(shù)據(jù)，并對(duì)微處理器模塊中的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分級(jí)及風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)閾值進(jìn)行設(shè)定的上位機(jī)；用于為工程預(yù)警現(xiàn)場(chǎng)各模塊供電的電源。本實(shí)用新型可對(duì)工程結(jié)構(gòu)中存在的風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的反饋和及時(shí)的預(yù)警，以確保工程施工和運(yùn)營(yíng)安全。
【專利說明】—種基于LED的工程結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警可視化系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種預(yù)警系統(tǒng)，尤其是一種基于LED的工程結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警可視化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著改革開放的不斷深入和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)迎來了一個(gè)大規(guī)模的建設(shè)高潮，興建了大量的土木工程包括房屋、隧道、橋梁、堤壩等。在大規(guī)模建設(shè)的同時(shí)，工程在施工和運(yùn)營(yíng)中的事故層出不窮，對(duì)工程結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)和預(yù)警也越來越受到重視。公共房屋、城市橋梁、隧道等設(shè)施作為城市生命線工程，一旦發(fā)生事故后果不堪設(shè)想，因此對(duì)工程結(jié)構(gòu)的安全監(jiān)測(cè)、預(yù)警非常重要。
[0003]目前工程中通常的監(jiān)測(cè)流程是由工作人員親臨工程第一線操作監(jiān)測(cè)設(shè)備或采集數(shù)據(jù)，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)帶回處理、分析后，再給出相應(yīng)的反饋結(jié)果，需要時(shí)再發(fā)出預(yù)警信號(hào)。這些監(jiān)測(cè)方法普遍存在以下問題:耗費(fèi)大量人力、物力、財(cái)力；安裝、操作不方便；需要大量供電和通信線纜；數(shù)據(jù)不能實(shí)時(shí)處理、反饋不及時(shí)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述問題中存在的不足之處，本實(shí)用新型提供了一種可對(duì)工程結(jié)構(gòu)中存在的風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的反饋和及時(shí)的預(yù)警，以保證工程施工和運(yùn)營(yíng)安全的基于LED的工程結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警可視化系統(tǒng)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種基于LED的工程結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警可視化系統(tǒng)，包括:
[0006]設(shè)置在工程結(jié)構(gòu)中，用于監(jiān)測(cè)與結(jié)構(gòu)安全相關(guān)的被測(cè)量，并將測(cè)得信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器模塊；
[0007]用于接收所述傳感器模塊的電信號(hào)，并進(jìn)行處理、分析，控制LED預(yù)警模塊的色光和閃爍頻率，控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的微處理器模塊；
[0008]用于采集存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；
[0009]用于讀取所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中的數(shù)據(jù)，并對(duì)所述微處理器模塊中的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分級(jí)及風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)閾值進(jìn)行設(shè)定的上位機(jī)；
[0010]所述傳感器模塊依次與所述微處理器模塊以及所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊連接，所述微處理器模塊還分別與所述上位機(jī)以及所述LED預(yù)警模塊連接。
[0011]上述的基于LED的工程結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警可視化系統(tǒng)，其中，所述上位機(jī)與所述微處理器模塊之間通過預(yù)設(shè)插口、無線網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙或移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)連接與通信。
[0012]上述的基于LED的工程結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警可視化系統(tǒng)，其中，所述傳感器模塊為位移傳感器、傾斜傳感器、振動(dòng)傳感器、加速度傳感器、拉/壓力傳感器、應(yīng)變/應(yīng)力傳感器、滲漏水傳感器、溫/濕度傳感器或有害氣體傳感器中的一種。
[0013]上述的基于LED的工程結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警可視化系統(tǒng)，其中，所述上位機(jī)為電腦、手持設(shè)備或移動(dòng)終端。
[0014]上述的基于LED的工程結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警可視化系統(tǒng)，其中，還包括用于為工程預(yù)警現(xiàn)場(chǎng)各模塊供電的電源，所述電源分別與所述傳感器模塊、所述微處理器模塊、所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊以及所述LED預(yù)警模塊連接。
[0015]上述的基于LED的工程結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警可視化系統(tǒng)，其中，所述電源為電池電源、交流電源、太陽能電源或風(fēng)能電源中的一種。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0017]本實(shí)用新型突破了現(xiàn)有監(jiān)測(cè)、預(yù)警方法的局限性，可對(duì)工程結(jié)構(gòu)中存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)的反饋和及時(shí)的預(yù)警，以使工程施工和運(yùn)營(yíng)始終保持安全狀態(tài)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0019]圖2為本實(shí)用新型的工作流程圖；
[0020]圖3為本實(shí)用新型的使用實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖4為本實(shí)用新型的另一使用實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。
[0022]主要附圖標(biāo)記說明如下: [0023]1-傳感器模塊2-微處理器模塊
[0024]3-數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊4-LED預(yù)警模塊
[0025]5-上位機(jī)
【具體實(shí)施方式】
[0026]如圖1與圖2所示，本實(shí)用新型提供一種基于LED的工程結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警可視化系統(tǒng)，包括傳感器模塊1、微處理器模塊2、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊3、LED預(yù)警模塊4以及上位機(jī)5，其中，傳感器模塊I依次與微處理器模塊2以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊3連接，微處理器模塊還分別與上位機(jī)以及LED預(yù)警模塊連接。另外，還包括用于為工程預(yù)警現(xiàn)場(chǎng)各模塊供電的電源(圖中未描述)。電源分別與傳感器模塊、微處理器模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊以及LED預(yù)警模塊連接。
[0027]傳感器模塊I為位移傳感器、傾斜傳感器、振動(dòng)傳感器、加速度傳感器、拉/壓力傳感器、應(yīng)變/應(yīng)力傳感器、滲漏水傳感器、溫/濕度傳感器或有毒、有害氣體傳感器中的一種。傳感器模塊設(shè)置在工程結(jié)構(gòu)的被測(cè)點(diǎn)中，用于監(jiān)測(cè)與結(jié)構(gòu)安全相關(guān)的被測(cè)量，并將測(cè)得信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
[0028]微處理器模塊2接收傳感器模塊的電信號(hào)，進(jìn)行處理、分析，并與預(yù)設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)閾值進(jìn)行比較，控制LED預(yù)警模塊的色光和閃爍頻率，控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
[0029]微處理器模塊接收傳感器模塊輸出的電信號(hào)后，進(jìn)行A / D轉(zhuǎn)換，通過預(yù)先設(shè)定并存儲(chǔ)在ROM中的內(nèi)部程序中分析計(jì)算，與預(yù)設(shè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)閾值進(jìn)行比較，發(fā)出相應(yīng)的指令控制LED預(yù)警模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。微處理器模塊中的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分級(jí)和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)閾值可以設(shè)置和更改。實(shí)測(cè)值與設(shè)置更改過程通過LCD顯示屏顯示。
[0030]數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊3受微處理器模塊控制，采集存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊根據(jù)實(shí)測(cè)值與預(yù)設(shè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)閾值的比較，判斷工程結(jié)構(gòu)所處風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，自動(dòng)智能地選擇相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集頻率。
[0031]LED預(yù)警模塊4受微處理器模塊控制，根據(jù)實(shí)測(cè)值與預(yù)設(shè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)閾值的比較，判斷工程結(jié)構(gòu)所處風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，自動(dòng)智能地改變LED燈的色光和閃爍頻率。LED預(yù)警模塊為L(zhǎng)ED燈組。
[0032]上位機(jī)5為電腦、手持設(shè)備或移動(dòng)終端。上位機(jī)與所述微處理器模塊之間通過預(yù)設(shè)插口、無線網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙或移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)相連接，用于讀取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中的數(shù)據(jù)，并對(duì)微處理器模塊中的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分級(jí)及風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)閾值進(jìn)行設(shè)定。
[0033]上位機(jī)對(duì)微處理器模塊中的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分級(jí)及風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)閾值進(jìn)行設(shè)置和更改，上位機(jī)與微處理器模塊之間通過預(yù)設(shè)插口、無線網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接與通信，上位機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、整理和存儲(chǔ)，對(duì)微處理器模塊中的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分級(jí)及風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)閾值進(jìn)行設(shè)定。
[0034]風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分級(jí)具體為，根據(jù)被測(cè)量與結(jié)構(gòu)安全狀況間的指向性，建立被測(cè)量的大小與結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)之間的關(guān)系，可根據(jù)需要?jiǎng)澐秩舾蓚€(gè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)之間的臨界值為預(yù)設(shè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)閾值。
[0035]電源為電池電源、交流電源、太陽能電源或風(fēng)能電源中的一種。
[0036]如圖3所示，該工程結(jié)構(gòu)為某地鐵盾構(gòu)隧道，每環(huán)由六塊管片組成。
[0037]其中，傳感器模塊I為傾斜傳感器，并且設(shè)置在盾構(gòu)隧道內(nèi)側(cè)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)處，可用于監(jiān)測(cè)盾構(gòu)隧道管片的傾斜量。傾斜傳感器固定在盾構(gòu)隧道管片標(biāo)準(zhǔn)塊上，當(dāng)管片發(fā)生傾斜時(shí)，帶傾斜傳感器發(fā)生變形，輸出相應(yīng)的電信號(hào)。
[0038]微處理器模塊連接傳感器模塊，接收來自變形傳感器模塊的變形信號(hào)后對(duì)其進(jìn)行A / D轉(zhuǎn)換，并且采用數(shù)字低通濾波的方法，去除噪聲，保證變形信息的準(zhǔn)確性，并將A / D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)帶入預(yù)編的程序進(jìn)行計(jì)算，與預(yù)設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)閾值進(jìn)行比較，輸出相應(yīng)的LED控制信號(hào)。
[0039]LED預(yù)警模塊在接收控制信號(hào)后，輸出相應(yīng)顏色的LED色光和閃爍頻率，用以表征結(jié)構(gòu)的安全狀態(tài)和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。
[0040]數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊在接收數(shù)據(jù)信號(hào)后，完成數(shù)據(jù)的接收和存儲(chǔ)。
[0041]上述各模塊由充電電池供電。
[0042]上位機(jī)與微處理器模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊之間以無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、整理和存儲(chǔ)，對(duì)微處理器模塊中的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分級(jí)及風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)閾值進(jìn)行設(shè)置和更改。
[0043]如圖4所示，該工程結(jié)構(gòu)為某基坑工程的橫向支撐。
[0044]其中，傳感器模塊I采用應(yīng)力傳感器，設(shè)置在基坑橫向支撐外部，可用于監(jiān)測(cè)基坑中支撐的軸力。應(yīng)力傳感器固定在橫向上，當(dāng)支撐受力時(shí)，應(yīng)力傳感器與其同時(shí)受力，輸出相應(yīng)的電信號(hào)。
[0045]微處理器模塊連接傳感器模塊，接收來自應(yīng)力傳感器模塊的受力信息后對(duì)其進(jìn)行A / D轉(zhuǎn)換，并且采用數(shù)字低通濾波的方法，去除噪聲，保證變形信息的準(zhǔn)確性，并將A / D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)帶入預(yù)編的程序進(jìn)行計(jì)算，與預(yù)設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)閾值進(jìn)行比較，輸出相應(yīng)的LED控制信號(hào)。
[0046]LED預(yù)警模塊在接收控制信號(hào)后，輸出相應(yīng)顏色的LED色光和閃爍頻率，用以表征結(jié)構(gòu)的安全狀態(tài)和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。
[0047]數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊在接收數(shù)據(jù)信號(hào)后，完成數(shù)據(jù)的接收和存儲(chǔ)。
[0048]上述各模塊由充電電池供電。上位機(jī)與微處理器模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊之間以無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、整理和存儲(chǔ)，對(duì)微處理器模塊中的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分級(jí)及風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)閾值進(jìn)行設(shè)置和更改。
[0049]唯以上所述者，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，舉凡熟悉此項(xiàng)技藝的專業(yè)人士，并非用來限定本發(fā)明實(shí)施的范圍。在了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段之后，自然能依據(jù)實(shí)際的需要，在本實(shí)用新型的教導(dǎo)下加以變化。因此凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍所作的同等變化與修飾，曾應(yīng)仍屬本實(shí)用新型專利涵蓋的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于LED的工程結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警可視化系統(tǒng)，其特征在于，包括: 設(shè)置在工程結(jié)構(gòu)中，用于監(jiān)測(cè)與結(jié)構(gòu)安全相關(guān)的被測(cè)量，并將測(cè)得信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器模塊； 用于接收所述傳感器模塊的電信號(hào)，并進(jìn)行處理、分析，控制LED預(yù)警模塊的色光和閃爍頻率，控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的微處理器模塊； 用于存儲(chǔ)、采集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊； 用于顯示不同顏色的色光，以表示風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)和安全狀態(tài)的所述LED預(yù)警模塊； 用于讀取所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中的數(shù)據(jù)，并對(duì)所述微處理器模塊中的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分級(jí)及風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)閾值進(jìn)行設(shè)定的上位機(jī)； 所述傳感器模塊依次與所述微處理器模塊以及所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊連接，所述微處理器模塊還分別與所述上位機(jī)以及所述LED預(yù)警模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于LED的工程結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警可視化系統(tǒng)，其特征在于，所述上位機(jī)與所述微處理器模塊之間通過預(yù)設(shè)插口、無線網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙或移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)連接與通?目。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于LED的工程結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警可視化系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器模塊為位移傳感器、傾斜傳感器、振動(dòng)傳感器、加速度傳感器、拉/壓力傳感器、應(yīng)變/應(yīng)力傳感器、滲漏水傳感器、溫/濕度傳感器或有毒、有害氣體傳感器中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于LED的工程結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警可視化系統(tǒng)，其特征在于，所述上位機(jī)為電腦、手持設(shè)備或移動(dòng)終端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一所述的基于LED的工程結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警可視化系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于為工程預(yù)警現(xiàn)場(chǎng)各模塊供電的電源，所述電源分別與所述傳感器模塊、所述微處理器模塊、所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊以及所述LED預(yù)警模塊連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于LED的工程結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警可視化系統(tǒng)，其特征在于，所述電源為電池電源、交流電源、太陽能電源或風(fēng)能電源中的一種。
【文檔編號(hào)】G08B19/00GK203773680SQ201420116959
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月14日
【發(fā)明者】黃宏偉, 薛亞東, 何斌, 王明卓 申請(qǐng)人:上海通芮斯克土木工程技術(shù)有限公司