本發(fā)明涉及建筑安全監(jiān)測領(lǐng)域，尤其是一種建筑智能無線監(jiān)測系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

根據(jù)住建部規(guī)定，危險性較大的分部分項工程需編制專項方案，專項方案應(yīng)包含施工安全監(jiān)測和監(jiān)控，例如模板工程及支撐體系、起重吊裝及安裝拆卸工程、腳手架工程、拆除爆破工程、建筑幕墻安裝工程和鋼結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架和索膜結(jié)構(gòu)安裝工程等。

上述項目危險性包括：(1)工期較短，重視程度低：該類工程施工周期短，短至幾小時，長至 2～3天即可完成，現(xiàn)場施工往往不太重視該類工程。(2)環(huán)境復(fù)雜，影響因素多：該類工程影響因素較多，荷載、支撐體系、作業(yè)方法、外部環(huán)境均為安全影響因素。(3)事故征兆少，應(yīng)急時間短：該類工程事故發(fā)生前，未有較大明顯事故征兆，當(dāng)工程事故發(fā)生時，無法有效采取應(yīng)急逃生措施。(4)逃生率低，容易群死群傷：因環(huán)境復(fù)雜，應(yīng)急時間少，作業(yè)人員在事故發(fā)生中逃生率極低，而該類工程往往匯聚量作業(yè)人員，容易造成群死群傷重大安全事故。

對于上述危險性較大的工程，現(xiàn)行的具體實施的規(guī)范基本空白，監(jiān)測參數(shù)、監(jiān)測設(shè)備、測點布設(shè)原則及監(jiān)測頻率等均未有明確規(guī)定，現(xiàn)場監(jiān)測大部分由施工單位自行完成，各單位基本按自身經(jīng)驗進(jìn)行實施，沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，甚至部分工程完全不實施監(jiān)測。

并且現(xiàn)有的監(jiān)測技術(shù)手段存在諸多缺陷，例如傳統(tǒng)的光學(xué)儀器監(jiān)測受限于較低的人工監(jiān)測頻率，傳感器的分散程度導(dǎo)致布線復(fù)雜、故障率高，而工程中根據(jù)以往經(jīng)驗采用的不同的監(jiān)測儀器導(dǎo)致監(jiān)測參數(shù)不完整，監(jiān)測結(jié)果與實際情況不符；由于某些工程部分因建筑物本身施工區(qū)域較為封閉及偏僻，存在網(wǎng)絡(luò)信號不佳情況，無法及時完成監(jiān)測作業(yè)；現(xiàn)有監(jiān)測模式中各監(jiān)測模塊的監(jiān)測頻率一定，并且受到同一控制，在某個監(jiān)測模塊受外界條件的影響下導(dǎo)致整個監(jiān)測系統(tǒng)的各監(jiān)測模塊需要重新采集數(shù)據(jù)或者放棄使用，因此無法根據(jù)工程施工的具體情況靈活操作，導(dǎo)致資源浪費和監(jiān)測分析結(jié)果的不穩(wěn)定。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是：提供一種建筑工程施工過程中根據(jù)具體施工情況實現(xiàn)的智能無線監(jiān)測系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的另一目的是：提供一種建筑工程施工過程中根據(jù)具體施工情況實現(xiàn)的智能無線監(jiān)測方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種建筑智能無線監(jiān)測系統(tǒng)，包括有光學(xué)監(jiān)測模塊、傳感器監(jiān)測模塊、視頻監(jiān)測模塊、變頻采集模塊、喚醒電路、無線傳輸模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，所述光學(xué)監(jiān)測模塊、傳感器監(jiān)測模塊和視頻監(jiān)測模塊的輸出端均連接至變頻采集模塊的數(shù)據(jù)輸入端，所述喚醒電路的輸出端連接至變頻采集模塊的復(fù)位端，所述變頻采集模塊與無線傳輸模塊連接，所述無線傳輸模塊的輸出端連接至喚醒電路的輸入端，所述無線傳輸模塊與數(shù)據(jù)處理模塊連接。

進(jìn)一步，所述光學(xué)監(jiān)測模塊、傳感器監(jiān)測模塊和視頻監(jiān)測模塊的輸出端分別連接至變頻采集模塊數(shù)據(jù)輸入端的不同采集端口。

進(jìn)一步，所述光學(xué)監(jiān)測模塊包括有自動全站儀，所述傳感器監(jiān)測模塊包括有傾角儀和軸力計，所述視頻監(jiān)測模塊包括有攝像頭。

進(jìn)一步，所述數(shù)據(jù)處理模塊內(nèi)設(shè)置有施工階段識別子模塊。

進(jìn)一步，所述變頻采集模塊內(nèi)設(shè)置有數(shù)據(jù)緩存模塊。

進(jìn)一步，還包括有預(yù)警電路，所述數(shù)據(jù)處理模塊與預(yù)警電路連接。

進(jìn)一步，所述預(yù)警電路包括有警報指示燈和短信發(fā)送模塊。

本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是：一種建筑智能無線監(jiān)測方法，包括有以下步驟：

數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)當(dāng)前工程施工階段，通過無線傳輸模塊發(fā)出喚醒信號和數(shù)據(jù)采集信號，所述數(shù)據(jù)采集信號包括有采集時間段、采集數(shù)據(jù)類型和采集頻率；

喚醒電路根據(jù)接收到的喚醒信號啟動變頻采集電路；

變頻采集電路根據(jù)數(shù)據(jù)采集信號采集相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并通過無線傳輸模塊發(fā)送至數(shù)據(jù)處理模塊，然后關(guān)閉變頻采集電路。

進(jìn)一步，若變頻采集電路通過無線傳輸模塊發(fā)送數(shù)據(jù)失敗，則將采集到的信號存儲至數(shù)據(jù)緩存模塊，關(guān)閉變頻采集電路，并在下一次喚醒電路啟動變頻采集電路時將數(shù)據(jù)緩存模塊的數(shù)據(jù)通過無線傳輸模塊發(fā)送至數(shù)據(jù)處理模塊，若發(fā)送成功則清空數(shù)據(jù)緩存模塊。

進(jìn)一步，所述工程施工階段包括有預(yù)壓階段、澆筑階段和初凝階段；所述采集時間段處于預(yù)壓階段時，采集頻率為10分鐘/次；所述采集時間段處于澆筑階段以及初凝階段第一個小時內(nèi)時，采集頻率為1-5秒/次；所述采集時間段處于初凝階段第一個小時之后時，采集頻率為5分鐘/次。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明系統(tǒng)通過光學(xué)監(jiān)測模塊、傳感器監(jiān)測模塊、視頻監(jiān)測模塊以及數(shù)據(jù)處理模塊對三種監(jiān)測模塊的變頻采集，以單點控制的方式實現(xiàn)三種測量模式的融合，控制方式可靈活設(shè)置，實現(xiàn)對現(xiàn)場施工過程的精確匹配，提高監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性；同時通過無線傳輸模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸，減少系統(tǒng)安裝時的布線工作，并通過數(shù)據(jù)緩存保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾浴?/p>

本發(fā)明的另一有益效果是：本發(fā)明方法通過數(shù)據(jù)處理模塊對光學(xué)監(jiān)測模塊、傳感器監(jiān)測模塊、視頻監(jiān)測模塊變頻采集，以單點控制的方式實現(xiàn)三種測量模式的融合，控制方式可靈活設(shè)置，實現(xiàn)對現(xiàn)場施工過程的精確匹配，提高監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性；同時通過無線傳輸模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸，減少系統(tǒng)安裝時的布線工作，并通過數(shù)據(jù)緩存保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾浴?/p>

附圖說明

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進(jìn)一步說明：

參照圖1，一種建筑智能無線監(jiān)測系統(tǒng)，包括有光學(xué)監(jiān)測模塊、傳感器監(jiān)測模塊、視頻監(jiān)測模塊、變頻采集模塊、喚醒電路、無線傳輸模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，所述光學(xué)監(jiān)測模塊、傳感器監(jiān)測模塊和視頻監(jiān)測模塊的輸出端均連接至變頻采集模塊的數(shù)據(jù)輸入端，所述喚醒電路的輸出端連接至變頻采集模塊的復(fù)位端，所述變頻采集模塊與無線傳輸模塊連接，所述無線傳輸模塊的輸出端連接至喚醒電路的輸入端，所述無線傳輸模塊與數(shù)據(jù)處理模塊連接。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實施方式，所述光學(xué)監(jiān)測模塊、傳感器監(jiān)測模塊和視頻監(jiān)測模塊的輸出端分別連接至變頻采集模塊數(shù)據(jù)輸入端的不同采集端口，所述變頻采集模塊可控制不同的采集端口獨立進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

所述數(shù)據(jù)處理模塊是該系統(tǒng)的控制中心，可通過數(shù)據(jù)處理模塊中設(shè)置的軟件監(jiān)測平臺管理設(shè)置于施工現(xiàn)場的各監(jiān)測模塊、發(fā)送指令信號、接收并處理上傳數(shù)據(jù)、生成和導(dǎo)出數(shù)據(jù)報表等。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實施方式，所述光學(xué)監(jiān)測模塊包括有自動全站儀，所述傳感器監(jiān)測模塊包括有傾角儀、軸力計和位移計，所述視頻監(jiān)測模塊包括有攝像頭。

通過自動全站儀及位移計，可監(jiān)測水平位移和豎向位移數(shù)據(jù)，傾角儀和軸力計分別監(jiān)測傾斜度和軸力，所述視頻監(jiān)測模塊可實時拍攝現(xiàn)場畫面。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實施方式，所述變頻采集模塊內(nèi)設(shè)置有數(shù)據(jù)緩存模塊。

由于視頻監(jiān)測產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量大且冗余度高，因此本發(fā)明系統(tǒng)中通過設(shè)置數(shù)據(jù)緩存模塊，只保存最近一定時間內(nèi)的視頻數(shù)據(jù)，且能配合預(yù)警電路實現(xiàn)在分析數(shù)據(jù)存在異常時才傳輸視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析；同時，對于本系統(tǒng)中設(shè)置于較為封閉及偏僻施工區(qū)域的部分，采集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸可能受到網(wǎng)絡(luò)狀況的影響，為了避免數(shù)據(jù)丟失，因此采用數(shù)據(jù)緩存模塊緩存未成功上傳的數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實施方式，所述數(shù)據(jù)處理模塊內(nèi)設(shè)置有施工階段識別子模塊。

本發(fā)明系統(tǒng)通過施工階段識別子模塊可得到各施工階段與時間的對應(yīng)關(guān)系，并根據(jù)施工階段的不同施工特性，設(shè)置相應(yīng)的監(jiān)控力度，并根據(jù)設(shè)備續(xù)航能力采用相應(yīng)的監(jiān)測頻率。

由于本發(fā)明采用變頻采集的模式，因此系統(tǒng)產(chǎn)生的功耗較大，進(jìn)一步作為優(yōu)選的實施方式，為了進(jìn)一步增強設(shè)備的續(xù)航能力，所述變頻采集模塊包括有處理芯片、內(nèi)部高頻晶振、切換開關(guān)和外部低頻晶振，所述光學(xué)監(jiān)測模塊、傳感器監(jiān)測模塊和視頻監(jiān)測模塊的輸出端均連接至處理芯片的數(shù)據(jù)輸入端，所述處理芯片與無線傳輸模塊連接，所述處理芯片通過切換開關(guān)分別連接內(nèi)部高頻晶振和外部低頻晶振，所述喚醒電路的輸出端連接至處理芯片的復(fù)位端。

上述內(nèi)部高頻晶振和外部低頻晶振的工作頻率分別為24.5MHz和32kHz，當(dāng)變頻采集模塊接收到喚醒電路的喚醒信號時，由32kHz的外部低頻晶振切換為24.5MHz的內(nèi)部高頻晶振工作，并根據(jù)無線傳輸模塊的信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采集完將數(shù)據(jù)通過無線傳輸模塊發(fā)送至數(shù)據(jù)處理模塊，并切換回32kHz的外部低頻晶振工作，等待喚醒電路發(fā)出的下一個喚醒信號，在電路被喚醒前實現(xiàn)超低功耗的待機，提高系統(tǒng)的續(xù)航時間；系統(tǒng)在未喚醒時的平均電流約為72uA,一塊容量為5000mAh的鋰電池,按照有效容量為3000mAh計算,可以待機1736天,大概時間為4.5年。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實施方式，還包括有預(yù)警電路，所述數(shù)據(jù)處理模塊與預(yù)警電路連接。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實施方式，所述預(yù)警電路包括有警報指示燈和短信發(fā)送模塊。

預(yù)警電路不僅在分析數(shù)據(jù)存在異常時通過數(shù)據(jù)處理模塊和無線傳輸模塊向變頻采集模塊發(fā)出采集視頻信號的指令，同時還通過警報指示燈和短信發(fā)送模塊分別提示現(xiàn)場管理人員和遠(yuǎn)程管理人員，保證異常情況得到實時處理。

一種建筑智能無線監(jiān)測方法，包括有以下步驟：

數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)當(dāng)前工程施工階段，通過無線傳輸模塊發(fā)出喚醒信號和數(shù)據(jù)采集信號，所述數(shù)據(jù)采集信號包括有采集時間段、采集數(shù)據(jù)類型和采集頻率；

喚醒電路根據(jù)接收到的喚醒信號啟動變頻采集電路；

變頻采集電路根據(jù)數(shù)據(jù)采集信號采集相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并通過無線傳輸模塊發(fā)送至數(shù)據(jù)處理模塊，然后關(guān)閉變頻采集電路。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實施方式，若變頻采集電路通過無線傳輸模塊發(fā)送數(shù)據(jù)失敗，則將采集到的信號存儲至數(shù)據(jù)緩存模塊，關(guān)閉變頻采集電路，并在下一次喚醒電路啟動變頻采集電路時將數(shù)據(jù)緩存模塊的數(shù)據(jù)通過無線傳輸模塊發(fā)送至數(shù)據(jù)處理模塊，若發(fā)送成功則清空數(shù)據(jù)緩存模塊。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實施方式，由于視頻監(jiān)測產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量大且冗余度高，因此本發(fā)明方法通過預(yù)警電路、數(shù)據(jù)處理模塊和無線傳輸模塊向變頻采集模塊發(fā)出采集視頻信號的指令，同時還通過警報指示燈和短信發(fā)送模塊分別提示現(xiàn)場管理人員和遠(yuǎn)程管理人員，保證異常情況得到實時處理。

現(xiàn)有的傳感器監(jiān)測模式監(jiān)測頻率通常為恒定的，無法根據(jù)不同的工程、施工階段進(jìn)行靈活地控制；本發(fā)明方法中數(shù)據(jù)采集信號包括有采集時間段、采集數(shù)據(jù)類型和采集頻率，通過對上述數(shù)據(jù)的靈活設(shè)置，各采集監(jiān)測模塊按照固定間隔的采集時刻序列或分散的時刻組合序列或組合式的模式。例如可以設(shè)置0：00：00開始至23：59：59秒開始，每隔1s采集一次自動全站儀數(shù)據(jù)；也可以設(shè)置0:00：00至08：00：00之間，每隔1s一次傾角儀和軸力計數(shù)據(jù)；08：00：01至10：00：00不采集任何數(shù)據(jù)；10：00：01至23：59：59，每隔5s采集一次自動全站儀、傾角儀和軸力計數(shù)據(jù)；也可以某幾個固定時間點采集需要的監(jiān)測模塊數(shù)據(jù)。通過在設(shè)定采集時間段、采集數(shù)據(jù)類型和采集頻率，從而實現(xiàn)變頻控制，能夠與現(xiàn)場施工過程進(jìn)行更加有效匹配。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實施方式，以高支模施工為例，其工程施工階段包括有預(yù)壓階段、澆筑階段和初凝階段；所述采集時間段處于預(yù)壓階段時，采集頻率為10分鐘/次；所述采集時間段處于澆筑階段以及初凝階段第一個小時內(nèi)時，采集頻率為1-5秒/次；所述采集時間段處于初凝階段第一個小時之后時，采集頻率為5分鐘/次。

以上是對本發(fā)明的較佳實施進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可以作出種種的等同變換或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。