基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的光纖光柵古建筑監(jiān)測(cè)維護(hù)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種建筑安全監(jiān)測(cè)維護(hù)系統(tǒng)，特別是一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的光纖光柵古建筑監(jiān)測(cè)維護(hù)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]中國(guó)是一個(gè)有著5000年歷史的文明古國(guó)，同世界其他古老發(fā)明相比，中國(guó)現(xiàn)存古建筑的數(shù)量和現(xiàn)狀令人堪憂。史見于文字記載的古建筑中，真正留存下來(lái)的比例極低，至今仍能完整使用的更是屈指可數(shù)。另一方面，古建筑本身又具有重大的文物價(jià)值、歷史價(jià)值和藝術(shù)價(jià)值，是國(guó)家和民族的寶貴財(cái)富。因此，如何對(duì)這些建筑進(jìn)行有效的監(jiān)控和保護(hù)成為國(guó)家文物管理部門的重要課題之一。
[0003]近年來(lái)，隨著科技的進(jìn)步，光纖傳感無(wú)線電安全監(jiān)測(cè)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的興起，為古建筑的監(jiān)測(cè)維護(hù)帶來(lái)了技術(shù)上的突破。在古建筑的監(jiān)測(cè)維護(hù)過程中，通過光纖光柵傳感器來(lái)感測(cè)信號(hào)，又通過光纖來(lái)傳輸光信號(hào)，并經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)分析儀轉(zhuǎn)化為易于識(shí)別、直觀的數(shù)字化物理數(shù)據(jù)，這是建筑安全保護(hù)領(lǐng)域技術(shù)性的革命。光纖光柵傳感器是一種新型的全光纖無(wú)源器件，與普通的傳感器相比，具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，其光纖本身安全、防爆、無(wú)電傳感、化學(xué)性能穩(wěn)定、傳輸速度快，可以用于對(duì)外界參量的絕對(duì)測(cè)量，這種特性應(yīng)用對(duì)古建筑的監(jiān)測(cè)上具有傳統(tǒng)技術(shù)不可相比的優(yōu)勢(shì)。
[0004]而采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)，將通過光纖光柵傳感器采集的數(shù)據(jù)，按照通信協(xié)議，通過有線或無(wú)線方式，實(shí)現(xiàn)古建筑與互聯(lián)網(wǎng)的連接，結(jié)合監(jiān)控平臺(tái)，可以對(duì)古建筑的各種信息實(shí)時(shí)的進(jìn)行信息交互和通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)古建筑健康狀況的智能化監(jiān)控和管理。
[0005]通過光纖光柵傳感探測(cè)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及GIS地圖功能，解決了古建筑管理的難題，提高了對(duì)古建筑、古城墻的監(jiān)控、維護(hù)能力，可做到早預(yù)警，早排除隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種通過基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的光纖光柵古建筑監(jiān)測(cè)維護(hù)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)古建筑、古城墻的全方位監(jiān)測(cè)，可實(shí)時(shí)將古建筑、古城墻的溫度、濕度、沉降及傾斜等健康狀況上報(bào)到安全監(jiān)控中心，以制定相應(yīng)的保護(hù)對(duì)策，不破壞古建筑的結(jié)構(gòu)。
[0007]為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的光纖光柵古建筑監(jiān)測(cè)維護(hù)系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括信息采集模塊、信息傳輸模塊、信息處理模塊及信息顯示模塊；
信息采集模塊包括光纖位移傳感器、光纖溫度傳感器、光纖濕度傳感器、光纖氣體傳感器、光纖壓力傳感器、光纖紅外探測(cè)器；
信息傳輸模塊為光纖通信電纜、無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)；
信息處理模塊包括對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘、云計(jì)算、信息抽象的功能單元；
信息顯示模塊包括顯示器、發(fā)光二極管。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的光纖位移傳感器、光纖溫度傳感器、光纖濕度傳感器、光纖氣體傳感器、光纖壓力傳感器、光纖紅外探測(cè)器安裝在古建筑待測(cè)點(diǎn)的表面或內(nèi)部。
[0009]所述的信息采集模塊通過信息傳輸模塊與信息處理模塊相連接。
[0010]所述的信息傳輸模塊中光纖通信電纜可以為多模光纖或單模光纖。
[0011]所述的信息處理模塊，接收到信息傳輸模塊傳送的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理后上傳到古建筑安全監(jiān)控中心。
[0012]所述的信息顯示模塊，通過地理信息系統(tǒng)技術(shù)，實(shí)時(shí)的顯示被監(jiān)控的古建筑的空間地理信息及健康狀況。
[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，安裝于古建筑待測(cè)點(diǎn)表面或內(nèi)部的傳感器，主要對(duì)古建筑結(jié)構(gòu)的水平位移、沉降、建筑結(jié)構(gòu)的傾斜方向及程度、溫度、濕度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的信息處理模塊對(duì)接收到的古建筑的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行變形值計(jì)算，通過與基礎(chǔ)參考值進(jìn)行對(duì)比，得出差值，進(jìn)而計(jì)算出古建筑結(jié)構(gòu)的變形程度、溫度、濕度等參數(shù)，與設(shè)定的閾值進(jìn)行比較，以確定是否需要發(fā)出預(yù)警信息。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的光纖光柵古建筑監(jiān)測(cè)維護(hù)系統(tǒng)，通過采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與云計(jì)算技術(shù)，將光纖光柵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與自主研發(fā)的安全在線監(jiān)控平臺(tái)結(jié)合，利用光纖傳感技術(shù)探測(cè)，實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)古建筑的溫濕度、沉降、傾斜等健康狀況，并結(jié)合GIS地圖功能，通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)處理中心，將分析結(jié)果通過報(bào)警或提示方式，告知相關(guān)管理人員，以做出保護(hù)決策，整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過程不需要人工測(cè)量判斷，通過系統(tǒng)自動(dòng)完成全部工作，方便且節(jié)約維護(hù)成本。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的光纖光柵古建筑監(jiān)測(cè)維護(hù)系統(tǒng)架構(gòu)圖。
[0017]圖2是古建筑在線監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)圖。
[0018]圖3是應(yīng)用層監(jiān)控平臺(tái)架構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖所示的【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但這些實(shí)施方式并不限制本發(fā)明，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0020]參見圖1和圖2，介紹本發(fā)明古建筑監(jiān)測(cè)維護(hù)系統(tǒng)架構(gòu)，本發(fā)明的監(jiān)測(cè)維護(hù)系統(tǒng)，建立以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為依托，以實(shí)現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化的城市古建筑安全在線監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)主要由三層構(gòu)成:感知層、網(wǎng)絡(luò)層及應(yīng)用層。
[0021]感知層由傳感器及現(xiàn)場(chǎng)集成終端組成，感知層通過三網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)連接至應(yīng)用層，應(yīng)用層由安全在線監(jiān)控平臺(tái)及監(jiān)測(cè)終端組成，其中監(jiān)測(cè)終端可以為PC終端或智能移動(dòng)設(shè)備終端?，F(xiàn)場(chǎng)集成終端包含計(jì)算機(jī)及3G無(wú)線發(fā)射模塊，傳感器采集的數(shù)據(jù)通過串口或USB接口傳輸至現(xiàn)場(chǎng)集成終端，計(jì)算機(jī)將接收到的數(shù)據(jù)打包后通過3G無(wú)線模塊將數(shù)據(jù)傳送至通信網(wǎng)。現(xiàn)場(chǎng)集成終端可完成與傳感器的通信，進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取，并將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行信息提取、數(shù)據(jù)打包、數(shù)據(jù)顯示、有效性檢驗(yàn)等，還可以完成對(duì)參數(shù)超過預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行報(bào)警。各類光纖傳感