軟土地基及水工構(gòu)筑物自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種軟土地基及水工構(gòu)筑物自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，由遠(yuǎn)程測(cè)控終端、無線手持測(cè)控終端、無人飛行器測(cè)控終端、遠(yuǎn)程無線網(wǎng)橋、土體表層沉降自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、土體內(nèi)部分層沉降自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、土體深層水平位移自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、孔隙水壓力自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、地下水位自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、其它用于測(cè)量土體及結(jié)構(gòu)性質(zhì)的自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)組成的無線通信網(wǎng)絡(luò)組成，此自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有五種不同的遠(yuǎn)程測(cè)控方法用以采集現(xiàn)場(chǎng)各自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果。使此自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)替代原有的人工觀測(cè)方式，可大量降低人力成本消耗，保障觀測(cè)人員人身安全，確保不受惡劣天氣影響及時(shí)取得檢測(cè)數(shù)據(jù)，保證工程質(zhì)量。
【專利說明】軟土地基及水工構(gòu)筑物自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于土木工程質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，特別涉及一種軟土地基及水工構(gòu)筑物自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)飛速發(fā)展，各地興建了很多港口、高速公路以及物流堆場(chǎng)，這些工程建設(shè)的規(guī)模越來越大，質(zhì)量要求也逐步提高。目前，真空預(yù)壓法及真空-堆載聯(lián)合預(yù)壓法作為一種常見的軟土地基處理方法，廣泛應(yīng)用于港口、高速公路以及物流堆場(chǎng)(特別是在沿江、沿海地區(qū))等工程中。在真空預(yù)壓施工過程中，需要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行以下項(xiàng)目的監(jiān)測(cè):土體表層沉降、土體內(nèi)部分層沉降、土體深層水平位移、孔隙水壓力、地下水位，以了解深層土體的加固效果和加固影響深度、地基各層土體的側(cè)向變形發(fā)展情況、軟基土體強(qiáng)度增長(zhǎng)狀況等，從而確保工程質(zhì)量。
[0003]目前工程監(jiān)測(cè)技術(shù)中:土體表層沉降監(jiān)測(cè)一般采用沉降板結(jié)合水準(zhǔn)儀進(jìn)行人工觀測(cè)，土體內(nèi)部分層沉降監(jiān)測(cè)一般在各土層內(nèi)埋設(shè)沉降磁環(huán)并手動(dòng)使用磁感應(yīng)測(cè)量設(shè)備結(jié)合水準(zhǔn)儀進(jìn)行人工觀測(cè)，土體深層水平位移檢測(cè)通常將測(cè)斜導(dǎo)管預(yù)埋在土體中，觀測(cè)時(shí)把滑動(dòng)式測(cè)斜儀放入測(cè)斜導(dǎo)管進(jìn)行人工測(cè)讀，孔隙水壓力監(jiān)測(cè)一般在各土層內(nèi)埋設(shè)孔隙水壓力傳感器，現(xiàn)場(chǎng)人工測(cè)量時(shí)采用頻率測(cè)定儀，地下水位監(jiān)測(cè)一般人工將水位計(jì)放入預(yù)埋的水位管中進(jìn)行測(cè)讀。這些監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的測(cè)量方式有一個(gè)共同特點(diǎn)，即:需要現(xiàn)場(chǎng)人工進(jìn)行測(cè)量。這種方式需全程人工操作、讀數(shù)、記錄測(cè)值。因此效率低、容易產(chǎn)生觀測(cè)錯(cuò)誤、測(cè)量精度低、數(shù)據(jù)需人工記錄歸檔。且在冬季或大風(fēng)等惡劣天氣情況中，人工測(cè)量極其不便，以致影響測(cè)量進(jìn)度，不能及時(shí)確保工程質(zhì)量。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種軟土地基及水工構(gòu)筑物自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用于長(zhǎng)期自動(dòng)監(jiān)測(cè)軟土地基及水工構(gòu)筑物的土體表層沉降、土體內(nèi)部分層沉降、土體深層水平位移、孔隙水壓力、地下水位及其它土體及結(jié)構(gòu)性質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)和影像，遠(yuǎn)程控制現(xiàn)場(chǎng)儀器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)或定時(shí)監(jiān)測(cè)，遠(yuǎn)程采集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并儲(chǔ)存數(shù)據(jù)及生成數(shù)據(jù)報(bào)表，通過無人飛行器測(cè)控終端自巡航飛行采集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0006]一種軟土地基及水工構(gòu)筑物自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，由遠(yuǎn)程測(cè)控終端、無線手持測(cè)控終端、無人飛行器測(cè)控終端、遠(yuǎn)程無線網(wǎng)橋、土體表層沉降自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、土體內(nèi)部分層沉降自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、土體深層水平位移自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、孔隙水壓力自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、地下水位自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、用于測(cè)量土體及結(jié)構(gòu)性質(zhì)的自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)組成，其特征在于:遠(yuǎn)程無線網(wǎng)橋、土體表層沉降自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、土體內(nèi)部分層沉降自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、土體深層水平位移自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、孔隙水壓力自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、地下水位自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、用于測(cè)量土體及結(jié)構(gòu)性質(zhì)的自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)是本自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成部分；以上所述各自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)分布在大地或水下被測(cè)點(diǎn)；以上所述各自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)上具有無線傳輸裝置；以上所述各自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)上的無線傳輸裝置可與測(cè)控設(shè)備及遠(yuǎn)程無線網(wǎng)橋組成通信網(wǎng)絡(luò)。
[0007]所述土體表層沉降自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)，是由裝在土體表層的基準(zhǔn)點(diǎn)觀測(cè)粧上的自動(dòng)跟蹤式全站儀和設(shè)置在土體表層的兩個(gè)已知坐標(biāo)控制點(diǎn)a和已知坐標(biāo)控制點(diǎn)b上的360度全向棱鏡和設(shè)置在土體表層的多個(gè)待測(cè)點(diǎn)觀測(cè)墩上的360度全向棱鏡組成，基準(zhǔn)點(diǎn)觀測(cè)粧上的自動(dòng)跟蹤式全站儀與兩個(gè)已知坐標(biāo)控制點(diǎn)上的360度全向棱鏡和待測(cè)點(diǎn)觀測(cè)墩上的360度全向棱鏡形成光學(xué)觀測(cè)系統(tǒng)；每個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)觀測(cè)粧上的自動(dòng)跟蹤式全站儀通過信號(hào)線纜連接帶有無線通訊裝置的土體表層沉降自動(dòng)電測(cè)盒；土體表層沉降自動(dòng)電測(cè)盒可控制自動(dòng)跟蹤式全站儀測(cè)量各觀測(cè)墩上360度全向棱鏡的高程并采集所連接的全站儀發(fā)來的測(cè)量信號(hào)，將此采集的信號(hào)處理運(yùn)算出所需測(cè)量結(jié)果，并將此測(cè)量結(jié)果經(jīng)無線電發(fā)送至測(cè)控終端；
[0008]所述土體深層水平位移自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)由裝在土體內(nèi)部縱向測(cè)斜管內(nèi)的多個(gè)固定測(cè)斜儀傳感器和地表上的通過信號(hào)電纜與多個(gè)固定測(cè)斜儀傳感器相連接并帶有無線通訊裝置的土體深層水平位移自動(dòng)電測(cè)盒組成；土體深層水平位移自動(dòng)電測(cè)盒可控制各固定測(cè)斜儀傳感器進(jìn)行測(cè)量并采集所連接的固定測(cè)斜儀傳感器發(fā)來的測(cè)量信號(hào)，將此采集的信號(hào)處理運(yùn)算出所需測(cè)量結(jié)果，并將此測(cè)量結(jié)果經(jīng)無線電發(fā)送至測(cè)控終端；
[0009]所述孔隙水壓力自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)由埋設(shè)在土體內(nèi)部多個(gè)土層的多個(gè)孔隙水壓力傳感器和地表上的通過信號(hào)電纜與多個(gè)孔隙水壓力傳感器相連接并帶有無線通訊裝置的孔隙水壓力自動(dòng)電測(cè)盒組成；孔隙水壓力自動(dòng)電測(cè)盒可控制各孔隙水壓力傳感器進(jìn)行測(cè)量并采集所連接的孔隙水壓力傳感器發(fā)來的測(cè)量信號(hào)，將此采集的信號(hào)處理運(yùn)算出所需測(cè)量結(jié)果，并將此測(cè)量結(jié)果經(jīng)無線電發(fā)送至測(cè)控終端；
[0010]所述地下水位自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)由裝在被測(cè)土體表層下面的縱向液位管和裝在被測(cè)土體表層的液位管上端的超聲波液位儀組成，超聲波液位儀由信號(hào)電纜連接帶有無線通訊裝置的地下水位自動(dòng)電測(cè)盒。超聲波液位儀可自動(dòng)測(cè)量地下水位，地下水位自動(dòng)電測(cè)盒可控制超聲波液位儀進(jìn)行測(cè)量并采集所連接的超聲波液位儀發(fā)來的測(cè)量信號(hào)，將此采集的信號(hào)處理運(yùn)算出所需測(cè)量結(jié)果，并將此測(cè)量結(jié)果經(jīng)無線電發(fā)送至測(cè)控終端；
[0011 ] 以上所述各自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)以及其它用于測(cè)量土體及結(jié)構(gòu)性質(zhì)的自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)均含有:用于測(cè)量土體及結(jié)構(gòu)性質(zhì)的傳感器、可控制此傳感器進(jìn)行測(cè)量及采集測(cè)量信號(hào)并處理生成測(cè)量結(jié)果的電測(cè)模塊、含有固定ID地址可無線連接國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、含有固定ID地址可接收測(cè)控終端發(fā)來的控制指令并將電測(cè)模塊所生成測(cè)量結(jié)果發(fā)送至遠(yuǎn)程測(cè)控終端的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊。
[0012]所述測(cè)控終端可實(shí)現(xiàn)五種遠(yuǎn)程測(cè)控方法。
[0013]遠(yuǎn)程測(cè)控方法一為:無線手持測(cè)控終端可通過無線電遠(yuǎn)距離向現(xiàn)場(chǎng)任一含有固定ID地址的自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)發(fā)出控制指令，該自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)將自身ID地址信息和所測(cè)得的數(shù)據(jù)通過無線電回傳給遠(yuǎn)程無線手持測(cè)控終端。
[0014]遠(yuǎn)程測(cè)控方法二為:無線手持測(cè)控終端及遠(yuǎn)程測(cè)控終端均可通過國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)(即internet)向現(xiàn)場(chǎng)任一含有固定ID地址并已無線連接國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)的自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)發(fā)出控制指令，該自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)將自身ID地址信息和所測(cè)得的數(shù)據(jù)通過無線連接國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)(internet)回傳給無線手持測(cè)控終端及遠(yuǎn)程測(cè)控終端。
[0015]遠(yuǎn)程測(cè)控方法三為:無線手持測(cè)控終端及遠(yuǎn)程測(cè)控終端均可通過國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)(即internet)與含有固定ID地址可無線連接國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)的無線網(wǎng)橋連接，該無線網(wǎng)橋安裝位置遠(yuǎn)離軟土地基及水工構(gòu)筑物監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，此無線網(wǎng)橋通過無線電遠(yuǎn)距離與現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)含有固定ID地址的自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)連接。無線手持測(cè)控終端及遠(yuǎn)程測(cè)控終端通過國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)(internet)及遠(yuǎn)程無線網(wǎng)橋?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)任一含有固定ID地址的自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)發(fā)出控制指令及接收并儲(chǔ)存測(cè)得的數(shù)據(jù)。
[0016]遠(yuǎn)程測(cè)控方法四為:無人飛行器測(cè)控終端從遠(yuǎn)程平臺(tái)起飛，在衛(wèi)星定位系統(tǒng)的指引下按照預(yù)先設(shè)定好的巡航路線自動(dòng)飛行至自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)所安放現(xiàn)場(chǎng)，并按預(yù)先設(shè)定好的流程通過無線電自動(dòng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)發(fā)送控制指令及接收并儲(chǔ)存測(cè)得的數(shù)據(jù)，通過無人飛行器所載攝像頭自動(dòng)攝錄現(xiàn)場(chǎng)指定區(qū)域影像，完成監(jiān)測(cè)任務(wù)后自動(dòng)沿預(yù)先設(shè)定好的巡航路線飛回遠(yuǎn)程平臺(tái)。可將無人飛行器所采集的數(shù)據(jù)及影像共享到其他電腦設(shè)備上供分析儲(chǔ)存。
[0017]遠(yuǎn)程測(cè)控方法五為:無人飛行器測(cè)控終端通過含有固定ID地址可無線連接國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)模塊連接到互聯(lián)網(wǎng)(internet)，無線手持測(cè)控終端或遠(yuǎn)程測(cè)控終端均可通過國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)(internet)向無人飛行器實(shí)時(shí)發(fā)送各種控制指令及實(shí)時(shí)接收并儲(chǔ)存無人飛行器回傳的數(shù)據(jù)和影像。無人飛行器測(cè)控終端從遠(yuǎn)程平臺(tái)起飛，飛行期間可通過機(jī)載攝像頭回傳的影像確認(rèn)飛行姿態(tài)及位置并可觀察現(xiàn)場(chǎng)指定區(qū)域的影像。通過無線手持測(cè)控終端或遠(yuǎn)程測(cè)控終端來控制其飛行至自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)所安放現(xiàn)場(chǎng)，并控制無人飛行器通過無線電向現(xiàn)場(chǎng)任一含有固定ID地址的自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)發(fā)出控制指令，該自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)將自身ID地址信息和所測(cè)得的數(shù)據(jù)通過無線電回傳給無人飛行器，并由飛行器上的無線連接國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)模塊將測(cè)量結(jié)果回傳到遠(yuǎn)程測(cè)控終端或無線手持測(cè)控終端。
[0018]在軟土地基及水工構(gòu)筑物監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)可安裝若干上述用于測(cè)量土體及結(jié)構(gòu)性質(zhì)的自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況同時(shí)采用多套及多種上述測(cè)控終端設(shè)備依照上述遠(yuǎn)程測(cè)控方法采集現(xiàn)場(chǎng)安裝的若干自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)的測(cè)量數(shù)據(jù)。
[0019]本實(shí)用新型特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):使此自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)替代原有的人工觀測(cè)方式，從目前工程經(jīng)驗(yàn)，可大量降低人力成本消耗，保障觀測(cè)人員人身安全，確保不受惡劣天氣影響及時(shí)取得檢測(cè)數(shù)據(jù)，保證工程質(zhì)量。通過在現(xiàn)場(chǎng)安裝若干個(gè)上述各種用于測(cè)量土體及結(jié)構(gòu)性質(zhì)的自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)測(cè)量與其相連接的傳感器并處理運(yùn)算出測(cè)量結(jié)果，此測(cè)量結(jié)果可通過上述五種方式傳輸?shù)缴鲜龈鳒y(cè)控終端，測(cè)量結(jié)果由自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)透明傳輸?shù)綔y(cè)控終端，此傳輸過程中無需中間層數(shù)據(jù)處理設(shè)備，在監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)除上述各自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)外無需安裝其他輔助控制設(shè)備，避免不必要的故障及維護(hù)成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1:所述自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)遠(yuǎn)程測(cè)控方法一的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0021]圖2:所述自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)遠(yuǎn)程測(cè)控方法二的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0022]圖3:所述自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)遠(yuǎn)程測(cè)控方法三的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0023]圖4:所述自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)遠(yuǎn)程測(cè)控方法四的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0024]圖5:所述自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)遠(yuǎn)程測(cè)控方法五的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0025]圖6:無人飛行器測(cè)控終端結(jié)構(gòu)組成。
[0026]圖7:土體表層沉降自動(dòng)電測(cè)系統(tǒng)。
[0027]圖8:土體內(nèi)部分層沉降自動(dòng)電測(cè)系統(tǒng)。
[0028]圖9:土體深層水平位移自動(dòng)電測(cè)系統(tǒng)。
[0029]圖10:孔隙水壓力自動(dòng)電測(cè)系統(tǒng)。
[0030]圖11:地下水位自動(dòng)電測(cè)系統(tǒng)。
[0031]圖12:用于測(cè)量土體及結(jié)構(gòu)性質(zhì)的自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成。
[0032]圖中:1基準(zhǔn)點(diǎn)觀測(cè)粧、2自動(dòng)跟蹤式全站儀、3已知坐標(biāo)控制點(diǎn)a、4已知坐標(biāo)控制點(diǎn)b、5待測(cè)點(diǎn)觀測(cè)墩、6360度全向棱鏡、7 土體沉降量自動(dòng)電測(cè)測(cè)量盒、8信號(hào)處理及無線傳輸裝置、9沉降量電測(cè)裝置、10薄膠帶、IlPVC導(dǎo)桿上的凹槽、12巖土體相對(duì)穩(wěn)定層、13沉降環(huán)、14傳動(dòng)鋼絲繩、15PVC導(dǎo)桿連接環(huán)、16PVC導(dǎo)桿、17 土地表層、18傳動(dòng)鋼絲繩連接器、19饋線、20無線收發(fā)天線、21 土體深層水平位移自動(dòng)電測(cè)測(cè)量盒、22 土體表層、23測(cè)斜管、24固定測(cè)斜儀傳感器、25被測(cè)土體、26巖土體相對(duì)穩(wěn)定層、27孔隙水壓力自動(dòng)電測(cè)測(cè)量盒、28被測(cè)土體、29信號(hào)線纜、30孔隙水壓力傳感器、31信號(hào)線纜約束膠帶、32 土體表面、33超聲波液位儀、34被測(cè)土體表層、35可測(cè)最高液位、36液位可測(cè)范圍、37地下水液位、38可測(cè)最低液位、39液位管、40透水孔、41地下水位自動(dòng)電測(cè)測(cè)量盒

【具體實(shí)施方式】
[0033]如圖所示一種軟土地基及水工構(gòu)筑物自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，由遠(yuǎn)程測(cè)控終端、無線手持測(cè)控終端、無人飛行器測(cè)控終端、遠(yuǎn)程無線網(wǎng)橋、土體表層沉降自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、土體內(nèi)部分層沉降自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)(此系統(tǒng)已經(jīng)申請(qǐng)專利，專利申請(qǐng)?zhí)?01210339784.1)、土體深層水平位移自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、孔隙水壓力自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、地下水位自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、其它用于測(cè)量土體及結(jié)構(gòu)性質(zhì)的自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)組成。
[0034]所述每個(gè)土體表層沉降自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、土體內(nèi)部分層沉降自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、土體深層水平位移自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、孔隙水壓力自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、地下水位自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、其它用于測(cè)量土體及結(jié)構(gòu)性質(zhì)的自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)分布在大地或水下被測(cè)點(diǎn)；所述每個(gè)土體表層沉降自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、土體內(nèi)部分層沉降自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、土體深層水平位移自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、孔隙水壓力自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、地下水位自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、其它用于測(cè)量土體及結(jié)構(gòu)性質(zhì)的自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)上具有無線傳輸裝置；所述每個(gè)土體表層沉降自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、土體內(nèi)部分層沉降自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、土體深層水平位移自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、孔隙水壓力自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、地下水位自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、其它用于測(cè)量土體及結(jié)構(gòu)性質(zhì)的自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)上的無線傳輸裝置與遠(yuǎn)程測(cè)控終端、無線手持測(cè)控終端、無人飛行器測(cè)控終端、遠(yuǎn)程無線網(wǎng)橋形成通信網(wǎng)絡(luò)。
[0035]此自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有五種不同的遠(yuǎn)程測(cè)控方法用以采集現(xiàn)場(chǎng)各自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果，此五種遠(yuǎn)程測(cè)控方法可單獨(dú)使用亦可以重疊使用，此五種遠(yuǎn)程測(cè)控方法的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示。
[0036]所述各類測(cè)控終端的遠(yuǎn)程控制軟件通過上述各組網(wǎng)方式可向施工現(xiàn)場(chǎng)的每個(gè)“自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)”發(fā)送測(cè)控指令，并接收每個(gè)“自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)”采集到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及檢測(cè)時(shí)間信息，將其匯總處理，納入數(shù)據(jù)庫(kù)，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、生成所需報(bào)表，及時(shí)反映出現(xiàn)場(chǎng)深層土體的加固效果和加固影響深度、地基各層土體的側(cè)向變形發(fā)展情況、軟基土體強(qiáng)度增長(zhǎng)狀況等。
[0037]本軟土地基及水工構(gòu)筑物自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)進(jìn)一步說明:
[0038]一、遠(yuǎn)程測(cè)控終端
[0039]1、終端組成
[0040]“遠(yuǎn)程測(cè)控終端”為預(yù)裝“遠(yuǎn)程控制軟件”的電腦主機(jī)且連接Internet網(wǎng)。
[0041]2、終端遠(yuǎn)程測(cè)控功能
[0042]所述遠(yuǎn)程控制軟件可通過Internet網(wǎng)向施工現(xiàn)場(chǎng)安放的各個(gè)“自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)”發(fā)送測(cè)控指令，其中包含“自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)” ID地址信息，用于遠(yuǎn)程操控各指定ID的“自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)”進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量操作。遠(yuǎn)程控制軟件可通過Internet網(wǎng)接收施工現(xiàn)場(chǎng)安放的各個(gè)“自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)”返回的測(cè)量數(shù)據(jù)，測(cè)量數(shù)據(jù)中含有所測(cè)各“自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)”的ID地址信息及測(cè)得的各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)?！斑h(yuǎn)程控制軟件”將采集到的各“自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)”監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及檢測(cè)時(shí)間信息匯總處理，納入數(shù)據(jù)庫(kù)，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、生成報(bào)表，及時(shí)反映出現(xiàn)場(chǎng)深層土體的加固效果和加固影響深度、地基各層土體的側(cè)向變形發(fā)展情況、軟基土體強(qiáng)度增長(zhǎng)狀況等，從而確保工程質(zhì)量?！斑h(yuǎn)程測(cè)控終端”可安置在任何能夠連接Internet網(wǎng)的位置。
[0043]3、終端電源
[0044]“遠(yuǎn)程測(cè)控終端”的電腦主機(jī)通過連接市電為其供電。
[0045]二、無線手持測(cè)控終端
[0046]1、終端組成
[0047]“無線手持測(cè)控終端”由“無線串口透明傳輸模塊”、“無線連接Internet網(wǎng)卡”、“掌上電腦”、“微型可充電電池組”組成。“掌上電腦”連接“無線串口透明傳輸模塊”，可以與其無線信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)的“自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)”收發(fā)數(shù)據(jù)?！罢粕想娔X”可通過“無線連接Internet網(wǎng)卡”連接Internet網(wǎng)，并與已連接Internet網(wǎng)的各“自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)”收發(fā)數(shù)據(jù)。
[0048]2、終端攜帶方式
[0049]“無線手持測(cè)控終端”為多部件組成的小型掌上一體機(jī)，可以由測(cè)量人員隨身攜帶，方便在現(xiàn)場(chǎng)外部對(duì)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)的各“自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)”進(jìn)行無線監(jiān)測(cè)。
[0050]3、終端遠(yuǎn)程控制功能
[0051]“無線手持測(cè)控終端”預(yù)裝有“遠(yuǎn)程控制軟件”，可經(jīng)串口及“無線串口透明傳輸模塊”的無線電天線向附近10公里內(nèi)指定ID地址的“自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)”發(fā)送測(cè)控指令，使該“自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)”自動(dòng)地對(duì)所在土層埋設(shè)的儀器實(shí)施測(cè)量。并將監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)經(jīng)無線信號(hào)返回給“無線手持測(cè)控終端”。
[0052]“無線手持測(cè)控終端”預(yù)裝的“遠(yuǎn)程控制軟件”，亦可以通過Internet網(wǎng)向施工現(xiàn)場(chǎng)安放的各個(gè)“自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)”發(fā)送測(cè)控指令，其中包含“自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)” ID地址信息，用于遠(yuǎn)程操控各指定ID的“自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)”進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量操作。遠(yuǎn)程控制軟件可通過Internet網(wǎng)接收施工現(xiàn)場(chǎng)安放的各個(gè)“自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)”返回的測(cè)量數(shù)據(jù)，測(cè)量數(shù)據(jù)中含有所測(cè)各“自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)”的ID地址信息及測(cè)得的各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。
[0053]“無線手持測(cè)控終端”可控制現(xiàn)場(chǎng)任一“自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)”進(jìn)行無線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將現(xiàn)場(chǎng)采集的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過“無線連接Internet網(wǎng)卡”上傳到Internet網(wǎng)上的“云端硬盤”備份，使數(shù)據(jù)通過“云端硬盤”共享給其他測(cè)控終端。以便其他測(cè)控終端將現(xiàn)場(chǎng)采集的最新監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)下載、整合到相應(yīng)數(shù)據(jù)報(bào)表中以完善數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0054]4、終端電源
[0055]“無線手持測(cè)控終端”各組件通過“微型可充電電池組”供電，“微型可充電電池組”需定期充電。
[0056]三、無人飛行器測(cè)控終端
[0057]1、終端組成
[0058]“無人飛行器測(cè)控終端”由“可控?zé)o人飛行器”、“全球衛(wèi)星定位模塊”、“自動(dòng)巡航控制模塊”、“遙控巡航控制模塊”、“含有固定ID地址可無線連接Internet模塊”、“無線電數(shù)據(jù)傳輸模塊”、“小型云臺(tái)式攝像頭及云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)控制模塊”、“存儲(chǔ)設(shè)備”、“終端電源”組成。
[0059]2、終端遠(yuǎn)程控制功能
[0060]“無人飛行器測(cè)控終端”預(yù)裝有“遠(yuǎn)程控制軟件”，“遠(yuǎn)程控制軟件”已預(yù)設(shè)飛行巡航路徑。無人飛行器測(cè)控終端從遠(yuǎn)程平臺(tái)起飛，在“全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)”的指引下按照預(yù)先設(shè)定好的巡航路線自動(dòng)飛行至自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)所安放現(xiàn)場(chǎng)，并按機(jī)載“遠(yuǎn)程控制軟件”預(yù)先設(shè)定好的流程通過無線電自動(dòng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)發(fā)送控制指令及接收并儲(chǔ)存測(cè)得的數(shù)據(jù)，通過無人飛行器所載攝像頭自動(dòng)攝錄現(xiàn)場(chǎng)指定區(qū)域影像并儲(chǔ)存，完成監(jiān)測(cè)任務(wù)后自動(dòng)沿預(yù)先設(shè)定好的巡航路線飛回遠(yuǎn)程平臺(tái)?？蓪o人飛行器所采集的數(shù)據(jù)及影像共享到其他電腦設(shè)備上供分析儲(chǔ)存。
[0061]3、終端電源
[0062]“無人飛行器測(cè)控終端”各組件通過“微型可充電電池組”供電，“微型可充電電池組”需定期充電。
[0063]四、遠(yuǎn)程無線網(wǎng)橋
[0064]1、遠(yuǎn)程無線網(wǎng)橋組成
[0065]“遠(yuǎn)程無線網(wǎng)橋”由“無線連接Internet模塊”、“無線串口透明傳輸模塊”、“電源模塊”組成。
[0066]2、遠(yuǎn)程無線網(wǎng)橋安裝方式
[0067]一個(gè)或多個(gè)“遠(yuǎn)程無線網(wǎng)橋”安放在現(xiàn)場(chǎng)以外的非施工區(qū)域。安放位置須選擇地質(zhì)干燥且日光不受遮擋處。安裝區(qū)域的網(wǎng)橋可無線連接Internet網(wǎng)，同時(shí)可通過“無線串口透明傳輸模塊”的無線電信號(hào)連接所轄現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)“自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)”。
[0068]3、遠(yuǎn)程無線網(wǎng)橋工作方式
[0069]“遠(yuǎn)程無線網(wǎng)橋”中的“無線連接Internet模塊”都含有固定唯一的ID編號(hào)，“遠(yuǎn)程無線網(wǎng)橋”可以無線連接internet網(wǎng)并與“測(cè)控終端”之間收發(fā)測(cè)控指令和數(shù)據(jù)?！盁o線連接Internet模塊”上的串口(串行總線接口)與“無線串口透明傳輸模塊”的串口連接?！盁o線連接Internet模塊”可經(jīng)Internet網(wǎng)獲取“測(cè)控終端”發(fā)來的測(cè)控指令，并將該測(cè)控指令經(jīng)串口傳遞給“無線串口透明傳輸模塊”，“無線串口透明傳輸模塊”以廣播方式向其無線信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)的各“自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)”發(fā)送此測(cè)控指令?！盁o線串口透明傳輸模塊”可收到無線信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)的各“自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)”返回的測(cè)量數(shù)據(jù)，并將各“自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)”返回的測(cè)量數(shù)據(jù)經(jīng)串口傳遞給“無線連接Internet模塊”，“無線連接Internet模塊”再將返回的測(cè)量數(shù)據(jù)經(jīng)internet網(wǎng)回報(bào)給“測(cè)控終端”。從而實(shí)現(xiàn)“遠(yuǎn)程無線網(wǎng)橋”的轉(zhuǎn)網(wǎng)傳遞信息功能。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況，可在施工現(xiàn)場(chǎng)以外安置任意數(shù)量的“遠(yuǎn)程無線網(wǎng)橋”。
[0070]4、主機(jī)電源
[0071]“遠(yuǎn)程無線網(wǎng)橋”上配有太陽能電池板可為其內(nèi)部的電池充電，此電池作為“電源模塊”為“遠(yuǎn)程無線網(wǎng)橋”供電，使得“遠(yuǎn)程無線網(wǎng)橋”可全天候工作。
[0072]五、土體表層沉降自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)
[0073]1、子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
[0074]“土體表層沉降自動(dòng)電測(cè)系統(tǒng)”采用“自動(dòng)跟蹤式全站儀自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)”進(jìn)行自動(dòng)尋點(diǎn)測(cè)量?！白詣?dòng)跟蹤式全站儀自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)”由“自動(dòng)跟蹤式全站儀”、“測(cè)量盒”、“360度全向棱鏡”、“基準(zhǔn)點(diǎn)觀測(cè)粧”、“待測(cè)點(diǎn)觀測(cè)墩”組成。
[0075]2、子系統(tǒng)安裝方式
[0076]如圖7所示，應(yīng)選擇通視條件良好，并能盡可能多地觀測(cè)待測(cè)點(diǎn)的控制點(diǎn)作為全站儀的架設(shè)基點(diǎn)。同時(shí)要選擇兩個(gè)以上的已知控制點(diǎn)作為定向和檢核之用，來完成全站儀的架設(shè)和平面坐標(biāo)系統(tǒng)的建立。在施工現(xiàn)場(chǎng)適當(dāng)位置埋設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)觀測(cè)粧作為全站儀的架設(shè)基點(diǎn)，使得觀測(cè)粧下端嵌入地下巖土體相對(duì)穩(wěn)定層。在基準(zhǔn)點(diǎn)觀測(cè)粧上安放“自動(dòng)跟蹤式全站儀”，并測(cè)定全站儀所在位置的工程坐標(biāo)值，以此坐標(biāo)作為測(cè)量基準(zhǔn)?！皽y(cè)量盒”內(nèi)的“無線串口透明傳輸模塊”的串口經(jīng)線纜連接到全站儀串口，使得二者之間數(shù)據(jù)雙向傳輸。“測(cè)量盒”內(nèi)的“無線連接Internet模塊”的串口經(jīng)線纜連接到全站儀串口，使得二者之間數(shù)據(jù)雙向傳輸。全站儀附近I公里內(nèi)各待測(cè)土體表層放置多個(gè)“待測(cè)點(diǎn)觀測(cè)墩”，觀測(cè)墩須穩(wěn)固嵌入土體表層以保證隨土體表層同步沉降。在各觀測(cè)墩上均安放“360度全向棱鏡”。
[0077]3、子系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)工作流程
[0078]“測(cè)量盒”在收到“測(cè)控終端”發(fā)來的測(cè)控指令后就可以就可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定的測(cè)量次數(shù)、測(cè)量周期、測(cè)量間隔等參數(shù)控制“自動(dòng)跟蹤式全站儀”自動(dòng)地對(duì)每一個(gè)待測(cè)點(diǎn)上“360度全向棱鏡”的標(biāo)高實(shí)施測(cè)量。“測(cè)量盒”可將所測(cè)得的數(shù)據(jù)及所在“自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)” ID地址信息經(jīng)“無線串口透明傳輸模塊”或“無線連接Internet模塊”無線傳輸給“測(cè)控終端”，從而使“測(cè)控終端”可以直接實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的讀取到當(dāng)前各“360度全向棱鏡”所在土體表層的標(biāo)高值，以便觀測(cè)該測(cè)點(diǎn)土體表層沉降值。
[0079]4、子系統(tǒng)電源
[0080]“測(cè)量盒”上配有太陽能電池板可為“測(cè)量盒”內(nèi)的電池充電，“測(cè)量盒”內(nèi)的電池經(jīng)線纜為“土體表層沉降自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)”供電，使得該子系統(tǒng)可全天候工作。
[0081 ] 六、土體內(nèi)部分層沉降自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)
[0082]1、子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
[0083]如圖8所示，“土體內(nèi)部分層沉降自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)”采用“自動(dòng)電測(cè)式分層沉降儀”對(duì)各待測(cè)土體內(nèi)部分層沉降量進(jìn)行監(jiān)測(cè)?！白詣?dòng)電測(cè)式分層沉降儀”由“測(cè)量盒”、“導(dǎo)桿”、“沉降環(huán)”、“傳動(dòng)鋼絲繩”組成?！皽y(cè)量盒”由“沉降量電測(cè)裝置”、“數(shù)據(jù)處理裝置”、“無線串口透明傳輸模塊”、“無線連接Internet模塊”組成。
[0084]2、子系統(tǒng)安裝方式
[0085]如圖8所示，將“自動(dòng)電測(cè)式分層沉降儀”導(dǎo)桿下端嵌入不發(fā)生沉降的巖層。測(cè)得導(dǎo)桿上端的標(biāo)高，作為沉降測(cè)量基準(zhǔn)。導(dǎo)桿上套有多個(gè)沉降環(huán)，各沉降環(huán)分別嵌入各待測(cè)土層，各沉降環(huán)通過對(duì)應(yīng)導(dǎo)桿凹槽內(nèi)傳動(dòng)鋼絲繩連接至導(dǎo)桿頂部“測(cè)量盒”內(nèi)的“沉降量電測(cè)裝置”。“沉降量電測(cè)裝置”可測(cè)得的各“沉降環(huán)”標(biāo)高，并將所測(cè)數(shù)據(jù)值輸出至“數(shù)據(jù)處理裝置”，通過“數(shù)據(jù)處理裝置”計(jì)算出各“沉降環(huán)”在指定時(shí)間內(nèi)的沉降量，并將所測(cè)的各沉降量值傳遞給“無線串口透明傳輸模塊”或傳遞給“無線連接Internet模塊”。
[0086]3、子系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)工作流程
[0087]“測(cè)量盒”在收到“測(cè)控終端”發(fā)來的測(cè)控指令后就可以自動(dòng)地對(duì)該測(cè)點(diǎn)地下各“沉降環(huán)”所在土層實(shí)施測(cè)量?！皽y(cè)量盒”可將所測(cè)得的數(shù)據(jù)及所在“自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)” ID地址信息經(jīng)“無線串口透明傳輸模塊”或“無線連接Internet模塊”無線傳輸給“測(cè)控終端”，從而使“測(cè)控終端”可以直接實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的讀取到當(dāng)前各沉降環(huán)所在土層的沉降量值。
[0088]4、子系統(tǒng)電源
[0089]“測(cè)量盒”上配有太陽能電池板可為“測(cè)量盒”內(nèi)的電池充電，“測(cè)量盒”內(nèi)的電池經(jīng)線纜為“土體內(nèi)部分層沉降自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)”供電，使得該子系統(tǒng)可全天候工作。
[0090]七、土體深層水平位移自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)
[0091]1、子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
[0092]“土體深層水平位移自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)”由“固定測(cè)斜儀傳感器”、“測(cè)斜管”、“測(cè)量盒”組成。
[0093]2、子系統(tǒng)安裝方式
[0094]如圖9所示，在待測(cè)土層鉆孔至地下巖土體相對(duì)穩(wěn)定層，并預(yù)埋測(cè)斜管，使測(cè)斜管下端嵌入不發(fā)生沉降的巖層。如圖9所示，將多個(gè)“固定測(cè)斜儀傳感器”通過“連接桿”安裝在測(cè)斜管里。測(cè)斜管內(nèi)部的導(dǎo)槽控制著傳感器的方向。測(cè)斜管內(nèi)導(dǎo)槽需對(duì)準(zhǔn)在預(yù)期的位移方向。傳感器固定在測(cè)斜管內(nèi)，并跨越位移活動(dòng)地區(qū)。當(dāng)?shù)貙影l(fā)生位移時(shí)，測(cè)斜管產(chǎn)生位移，從而引起安裝在管內(nèi)的傳感器發(fā)生傾斜。測(cè)量每個(gè)傳感器的傾斜度可以得到測(cè)斜管的位移剖面，各傳感器串通過信號(hào)線纜將所測(cè)的位移測(cè)值返回給“測(cè)量盒”。再由“測(cè)量盒”內(nèi)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得出各被測(cè)土層位移值和整串傳感器的累計(jì)位移值。
[0095]3、子系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)工作流程
[0096]“測(cè)量盒”在收到“測(cè)控終端”發(fā)來的測(cè)控指令后就可以自動(dòng)地對(duì)該測(cè)點(diǎn)地下各“固定測(cè)斜儀傳感器”實(shí)施測(cè)量?！皽y(cè)量盒”可將所測(cè)得的數(shù)據(jù)及所在“自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)” ID地址信息經(jīng)“無線串口透明傳輸模塊”或“無線連接Internet模塊”無線傳輸給“測(cè)控終端”，從而使“測(cè)控終端”可以直接實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的讀取到當(dāng)前各“固定測(cè)斜儀傳感器”所在土層的水平位移量。
[0097]4、子系統(tǒng)電源
[0098]“測(cè)量盒”上配有太陽能電池板可為“測(cè)量盒”內(nèi)的電池充電，“測(cè)量盒”內(nèi)的電池經(jīng)線纜為“土體深層水平位移自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)”供電，使得該子系統(tǒng)可全天候工作。
[0099]八、孔隙水壓力自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)
[0100]1、子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
[0101]“孔隙水壓力自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)”由“孔隙水壓力傳感器”、“測(cè)量盒”組成。
[0102]2、子系統(tǒng)安裝方式
[0103]如圖10所示，在待測(cè)土層鉆孔并在各待測(cè)土層預(yù)埋“孔隙水壓力傳感器”。各“孔隙水壓力傳感器”信號(hào)線纜與“測(cè)量盒”連接，使“測(cè)量盒”可對(duì)其檢測(cè)。
[0104]3、子系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)工作流程
[0105]“測(cè)量盒”在收到“測(cè)控終端”發(fā)來的測(cè)控指令后就可以自動(dòng)地對(duì)該測(cè)點(diǎn)地下各“孔隙水壓力傳感器”實(shí)施測(cè)量?！皽y(cè)量盒”可將所測(cè)得的數(shù)據(jù)及所在“自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)”10地址信息經(jīng)“無線串口透明傳輸模塊”或“無線連接I社611！的模塊”無線傳輸給“測(cè)控終端”，從而使“測(cè)控終端”可以直接實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的讀取到當(dāng)前各“孔隙水壓力傳感器”所在土層的孔隙水壓力值。
[0106]4、子系統(tǒng)電源
[0107]“測(cè)量盒”上配有太陽能電池板可為“測(cè)量盒”內(nèi)的電池充電，“測(cè)量盒”內(nèi)的電池經(jīng)線纜為“孔隙水壓力自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)”供電，使得該子系統(tǒng)可全天候工作。
[0108]九、地下水位自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)
[0109]1、子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
[0110]“地下水位自動(dòng)電測(cè)系統(tǒng)”由“超聲波液位儀”、“測(cè)量盒”、“液位管”組成。
[0111]2、子系統(tǒng)安裝方式
[0112]如圖11所示，“液位管”外側(cè)有透水孔及透水濾紙以防止沙土堵塞透水孔。在待測(cè)土層鉆孔至地下巖土體相對(duì)穩(wěn)定層，并埋設(shè)液位管，使液位管下端嵌入地下巖土體相對(duì)穩(wěn)定層。測(cè)得液位管上端管口的標(biāo)高，作為液位測(cè)量基準(zhǔn)。如圖11所示，將“超聲波液位儀”安裝在液位管上口，“超聲波液位儀”可準(zhǔn)確測(cè)量管口距地下水液面的距離，從而得出地下水位標(biāo)高?！俺暡ㄒ何粌x”通過線纜與“測(cè)量盒”進(jìn)行數(shù)據(jù)及指令傳輸。
[0113]4、子系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)工作流程
[0114]“測(cè)量盒”在收到“測(cè)控終端”發(fā)來的測(cè)控指令后就可以控制“超聲波液位儀”自動(dòng)地對(duì)地下水位實(shí)施測(cè)量。“測(cè)量盒”可將“超聲波液位儀”所測(cè)得的數(shù)據(jù)及所在“自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)” 10地址信息經(jīng)“無線串口透明傳輸模塊”或“無線連接I社611！的模塊”無線傳輸給“測(cè)控終端”，從而使“測(cè)控終端”可以直接實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的讀取到當(dāng)前“超聲波液位儀”所測(cè)點(diǎn)水位標(biāo)高值，以便現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)實(shí)時(shí)地下水位。
[0115]5、子系統(tǒng)電源
[0116]“測(cè)量盒”上配有太陽能電池板可為“測(cè)量盒”內(nèi)的電池充電，“測(cè)量盒”內(nèi)的電池經(jīng)線纜為“地下水位自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)”供電，使得該子系統(tǒng)可全天候工作。
[0117]十、其它用于測(cè)量土體及結(jié)構(gòu)性質(zhì)的自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)
[0118]1、子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
[0119]用于“測(cè)量土體及結(jié)構(gòu)性質(zhì)的自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)”由“測(cè)量土體及結(jié)構(gòu)性質(zhì)的傳感器”、“測(cè)量盒”組成。
[0120]2、子系統(tǒng)安裝方式
[0121]如圖12所示，在待測(cè)區(qū)域安裝“測(cè)量土體及結(jié)構(gòu)性質(zhì)的傳感器”。各“測(cè)量土體及結(jié)構(gòu)性質(zhì)的傳感器”信號(hào)線纜與“測(cè)量盒”連接，使“測(cè)量盒”可對(duì)其檢測(cè)。
[0122]3、子系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)工作流程
[0123]“測(cè)量盒”在收到“測(cè)控終端”發(fā)來的測(cè)控指令后就可以自動(dòng)地對(duì)所連接各“測(cè)量土體及結(jié)構(gòu)性質(zhì)的傳感器”實(shí)施測(cè)量?！皽y(cè)量盒”可將所測(cè)得的數(shù)據(jù)及所在“自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)” 10地址信息經(jīng)“無線串口透明傳輸模塊”或“無線連接I社611！的模塊”無線傳輸給“測(cè)控終端”，從而使“測(cè)控終端”可以直接實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的讀取到此被測(cè)“自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)”中各“測(cè)量土體及結(jié)構(gòu)性質(zhì)的傳感器”的測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)。
[0124]4、子系統(tǒng)電源
[0125]“測(cè)量盒”上配有太陽能電池板可為“測(cè)量盒”內(nèi)的電池充電，“測(cè)量盒”內(nèi)的電池經(jīng)線纜為“測(cè)量土體及結(jié)構(gòu)性質(zhì)的傳感器”供電，使得該子系統(tǒng)可全天候工作。
[0126]本實(shí)用新型成果包括以下五種遠(yuǎn)程測(cè)控方法:
[0127]遠(yuǎn)程測(cè)控方法一為:無線手持測(cè)控終端可通過無線電遠(yuǎn)距離向現(xiàn)場(chǎng)任一含有固定10地址的自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)發(fā)出控制指令，該自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)將自身10地址信息和所測(cè)得的數(shù)據(jù)通過無線電回傳給遠(yuǎn)程無線手持測(cè)控終端。
[0128]遠(yuǎn)程測(cè)控方法二為:無線手持測(cè)控終端及遠(yuǎn)程測(cè)控終端均可通過國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)(即
向現(xiàn)場(chǎng)任一含有固定10地址并已無線連接國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)的自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)發(fā)出控制指令，該自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)將自身10地址信息和所測(cè)得的數(shù)據(jù)通過無線連接國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)(化仏四的)回傳給無線手持測(cè)控終端及遠(yuǎn)程測(cè)控終端。
[0129]遠(yuǎn)程測(cè)控方法三為:無線手持測(cè)控終端及遠(yuǎn)程測(cè)控終端均可通過國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)(即1111:61-1161:)與含有固定10地址可無線連接國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)的無線網(wǎng)橋連接，該無線網(wǎng)橋安裝位置遠(yuǎn)離軟土地基及水工構(gòu)筑物監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，此無線網(wǎng)橋通過無線電遠(yuǎn)距離與現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)含有固定10地址的自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)連接。無線手持測(cè)控終端及遠(yuǎn)程測(cè)控終端通過國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)(1社611160及遠(yuǎn)程無線網(wǎng)橋?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)任一含有固定10地址的自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)發(fā)出控制指令及接收并儲(chǔ)存測(cè)得的數(shù)據(jù)。
[0130]遠(yuǎn)程測(cè)控方法四為:無人飛行器測(cè)控終端從遠(yuǎn)程平臺(tái)起飛，在衛(wèi)星定位系統(tǒng)的指引下按照預(yù)先設(shè)定好的巡航路線自動(dòng)飛行至自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)所安放現(xiàn)場(chǎng)，并按預(yù)先設(shè)定好的流程通過無線電自動(dòng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)發(fā)送控制指令及接收并儲(chǔ)存測(cè)得的數(shù)據(jù)，通過無人飛行器所載攝像頭自動(dòng)攝錄現(xiàn)場(chǎng)指定區(qū)域影像，完成監(jiān)測(cè)任務(wù)后自動(dòng)沿預(yù)先設(shè)定好的巡航路線飛回遠(yuǎn)程平臺(tái)?？蓪o人飛行器所采集的數(shù)據(jù)及影像共享到其他電腦設(shè)備上供分析儲(chǔ)存。
[0131]遠(yuǎn)程測(cè)控方法五為:無人飛行器測(cè)控終端通過含有固定10地址可無線連接國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)模塊連接到互聯(lián)網(wǎng)(丨社虹!!#)，無線手持測(cè)控終端或遠(yuǎn)程測(cè)控終端均可通過國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)(化仏四的)向無人飛行器實(shí)時(shí)發(fā)送各種控制指令及實(shí)時(shí)接收并儲(chǔ)存無人飛行器回傳的數(shù)據(jù)和影像。無人飛行器測(cè)控終端從遠(yuǎn)程平臺(tái)起飛，飛行期間可通過機(jī)載攝像頭回傳的影像確認(rèn)飛行姿態(tài)及位置并可觀察現(xiàn)場(chǎng)指定區(qū)域的影像。通過無線手持測(cè)控終端或遠(yuǎn)程測(cè)控終端來控制其飛行至自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)所安放現(xiàn)場(chǎng)，并控制無人飛行器通過無線電向現(xiàn)場(chǎng)任一含有固定10地址的自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)發(fā)出控制指令，該自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)將自身10地址信息和所測(cè)得的數(shù)據(jù)通過無線電回傳給無人飛行器，并由飛行器上的無線連接國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)模塊將測(cè)量結(jié)果回傳到遠(yuǎn)程測(cè)控終端或無線手持測(cè)控終端。
[0132]在軟土地基及水工構(gòu)筑物監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)可安裝若干上述用于測(cè)量土體及結(jié)構(gòu)性質(zhì)的自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況同時(shí)采用多套及多種上述測(cè)控終端設(shè)備依照上述遠(yuǎn)程測(cè)控方法采集現(xiàn)場(chǎng)安裝的若干自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)的測(cè)量數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)無網(wǎng)絡(luò)中間層數(shù)據(jù)處理設(shè)備，當(dāng)系統(tǒng)中某個(gè)自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)發(fā)生故障或損壞，不會(huì)影響該系統(tǒng)中其他設(shè)備的正常工作，確保了該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0133]通過使用該系統(tǒng)終端軟件對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及檢測(cè)時(shí)間信息匯總處理，納入數(shù)據(jù)庫(kù)，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、生成報(bào)表，及時(shí)反映出現(xiàn)場(chǎng)深層土體的加固效果和加固影響深度、地基各層土體的側(cè)向變形發(fā)展情況、軟基土體強(qiáng)度增長(zhǎng)狀況等，從而確保工程質(zhì)量。
【權(quán)利要求】
1.一種軟土地基及水工構(gòu)筑物自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，由遠(yuǎn)程測(cè)控終端、無線手持測(cè)控終端、無人飛行器測(cè)控終端、遠(yuǎn)程無線網(wǎng)橋、土體表層沉降自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、土體內(nèi)部分層沉降自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、土體深層水平位移自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、孔隙水壓力自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、地下水位自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、用于測(cè)量土體及結(jié)構(gòu)性質(zhì)的自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)組成，其特征在于:遠(yuǎn)程無線網(wǎng)橋、土體表層沉降自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、土體內(nèi)部分層沉降自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、土體深層水平位移自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、孔隙水壓力自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、地下水位自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)、用于測(cè)量土體及結(jié)構(gòu)性質(zhì)的自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)是本自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成部分；以上所述各自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)分布在大地或水下被測(cè)點(diǎn)；以上所述各自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)上具有無線傳輸裝置；以上所述各自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)上的無線傳輸裝置可與測(cè)控設(shè)備及遠(yuǎn)程無線網(wǎng)橋組成通信網(wǎng)絡(luò)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟土地基及水工構(gòu)筑物自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述土體表層沉降自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)，是由裝在土體表層的基準(zhǔn)點(diǎn)觀測(cè)粧上的自動(dòng)跟蹤式全站儀和設(shè)置在土體表層的兩個(gè)已知坐標(biāo)控制點(diǎn)a和已知坐標(biāo)控制點(diǎn)b上的360度全向棱鏡和設(shè)置在土體表層的多個(gè)待測(cè)點(diǎn)觀測(cè)墩上的360度全向棱鏡組成，基準(zhǔn)點(diǎn)觀測(cè)粧上的自動(dòng)跟蹤式全站儀與兩個(gè)已知坐標(biāo)控制點(diǎn)上的360度全向棱鏡和待測(cè)點(diǎn)觀測(cè)墩上的360度全向棱鏡形成光學(xué)觀測(cè)系統(tǒng)；每個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)觀測(cè)粧上的自動(dòng)跟蹤式全站儀通過信號(hào)線纜連接帶有無線通訊裝置的土體表層沉降自動(dòng)電測(cè)盒；土體表層沉降自動(dòng)電測(cè)盒可控制自動(dòng)跟蹤式全站儀測(cè)量各觀測(cè)墩上360度全向棱鏡的高程并采集所連接的全站儀發(fā)來的測(cè)量信號(hào)，土體表層沉降自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)可與測(cè)控設(shè)備及遠(yuǎn)程無線網(wǎng)橋組成通信網(wǎng)絡(luò)； 所述土體深層水平位移自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)由裝在土體內(nèi)部縱向測(cè)斜管內(nèi)的多個(gè)固定測(cè)斜儀傳感器和地表上的通過信號(hào)電纜與多個(gè)固定測(cè)斜儀傳感器相連接并帶有無線通訊裝置的土體深層水平位移自動(dòng)電測(cè)盒組成；土體深層水平位移自動(dòng)電測(cè)盒可控制各固定測(cè)斜儀傳感器進(jìn)行測(cè)量并采集所連接的固定測(cè)斜儀傳感器發(fā)來的測(cè)量信號(hào)，土體深層水平位移自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)可與測(cè)控設(shè)備及遠(yuǎn)程無線網(wǎng)橋組成通信網(wǎng)絡(luò)； 所述孔隙水壓力自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)由埋設(shè)在土體內(nèi)部多個(gè)土層的多個(gè)孔隙水壓力傳感器和地表上的通過信號(hào)電纜與多個(gè)孔隙水壓力傳感器相連接并帶有無線通訊裝置的孔隙水壓力自動(dòng)電測(cè)盒組成；孔隙水壓力自動(dòng)電測(cè)盒可控制各孔隙水壓力傳感器進(jìn)行測(cè)量并采集所連接的孔隙水壓力傳感器發(fā)來的測(cè)量信號(hào)，孔隙水壓力自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)可與測(cè)控設(shè)備及遠(yuǎn)程無線網(wǎng)橋組成通信網(wǎng)絡(luò)； 所述地下水位自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)由裝在被測(cè)土體表層下面的縱向液位管和裝在被測(cè)土體表層的液位管上端的超聲波液位儀組成，超聲波液位儀由信號(hào)電纜連接帶有無線通訊裝置的地下水位自動(dòng)電測(cè)盒。超聲波液位儀可自動(dòng)測(cè)量地下水位，地下水位自動(dòng)電測(cè)盒可控制超聲波液位儀進(jìn)行測(cè)量并采集所連接的超聲波液位儀發(fā)來的測(cè)量信號(hào)，地下水位自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)可與測(cè)控設(shè)備及遠(yuǎn)程無線網(wǎng)橋組成通信網(wǎng)絡(luò)； 以上所述各自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)以及用于測(cè)量土體及結(jié)構(gòu)性質(zhì)的自動(dòng)電測(cè)子系統(tǒng)均含有:用于測(cè)量土體及結(jié)構(gòu)性質(zhì)的傳感器、可控制此傳感器進(jìn)行測(cè)量及采集測(cè)量信號(hào)并處理生成測(cè)量結(jié)果的電測(cè)模塊、含有固定ID地址可無線連接國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、含有固定ID地址可與測(cè)控設(shè)備及遠(yuǎn)程無線網(wǎng)橋組成通信網(wǎng)絡(luò)的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊。
【文檔編號(hào)】E02D1/00GK204252102SQ201420215052
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】楊京方, 黃泰, 喻志發(fā), 李樹奇, 劉愛民 申請(qǐng)人:中交天津港灣工程研究院有限公司, 中交第一航務(wù)工程局有限公司, 天津港灣工程質(zhì)量檢測(cè)中心有限公司