一种边坡变形监测装置及方法转让专利
申请号 : CN202110144370.2
文献号 : CN112504158B
文献日 : 2021-05-11
发明人 : 雷创业 , 梁晓东 , 熊用 , 雷孟飞
申请人 : 湖南联智科技股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种边坡变形监测装置,其特征在于,包括监测单元(2)、接收单元(3)以及沿竖直方向相互平行设置在边坡上的多组加固结构(1);所述加固结构(1)包括多组管体(1.1);所述管体(1.1)水平设置在边坡上,且相邻两组管体沿水平方向串联,用于固定边坡;所述监测单元(2)包括感应件(2.1)和采集盒(2.2);所述感应件(2.1)设置在管体(1.1)内壁上,通过监测管体变形从而监测边坡变形信号;所述采集盒(2.2)与感应件(2.1)电连接,用于接收感应件的边坡变形信号;所述接收单元(3)与采集盒(2.2)电连接,用于接收采集盒的边坡变形信号。
2.根据权利要求1所述的边坡变形监测装置,其特征在于,所述加固结构(1)还包括竖直设置在边坡上的固定桩(1.2);所述固定桩沿水平方向位于两组管体之间,且水平方向相邻的两组管体均与固定桩连接。
3.根据权利要求2所述的边坡变形监测装置,其特征在于,所述监测单元(2)与管体(1.1)一一对应设置。
4.根据权利要求3所述的边坡变形监测装置,其特征在于,所述感应件(2.1)包括至少两组感应单件;两组感应单件相互电连接,且分别与采集盒(2.2)电连接,能形成桥式电路结构。
5.根据权利要求4所述的边坡变形监测装置,其特征在于,所述采集盒(2.2)包括放大器和第一微控制器;所述放大器与感应单件连接;所述第一微控制器与放大器连接,用于接收边坡变形信号;所述第一微控制器与感应单件连接,便于控制感应单件采集变形信号;所述第一微控制器与接收单元连接,能实现双向通信。
6.根据权利要求5所述的边坡变形监测装置,其特征在于,所述接收单元(3)包括光伏板(3.1)、电池(3.2)以及第二微控制器(3.3);所述光伏板与电池连接,能将产生的电能储存;所述电池分别与监测单元以及第二微控制器连接,用于供电;所述第二微控制器与第一微控制器连接,能实现双向通信;所述第二微控制器与外界后台连接,能实现第二微控制器与外界后台的双向通信。
7.根据权利要求6所述的边坡变形监测装置,其特征在于,所述管体(1.1)外壁套设有保护层。
8.一种边坡变形监测方法,采用了如权利要求7所述的边坡变形监测装置,其特征在于,包括如下步骤:
步骤a:第二微控制器通过第一微控制器向感应单件发送指令,感应单件获取管体的变形信号;
步骤b:变形信号传输送至放大器进行滤波和放大;
步骤c:滤波和放大后的信号送至第一微控制器,第一微控制器对变形信号进行编号;
步骤d:编号后的变形信号依次经第一微控制器以及第二微控制器传输至外界后台;
所述步骤a中,首先,第二微控制器向第一组监测单元的第一微控制器发送指令,第一组监测单元的感应单件获取变形信号后传输至外界后台;接着,第二微控制器向第二组监测单元的第一微控制器发送指令,第二组监测单元的感应单件获取变形信号后传输至外界后台;以此类推,直至全部监测单元的变形信号获取完成。
9.根据权利要求8所述的边坡变形监测方法,其特征在于,所述步骤a中,所述第二微控制器在收到外界后台的指令后向第一微控制器发送采集指令,或者是每间隔1‑60分钟第二微控制器主动向第一微控制器发送采集指令。
说明书 :
一种边坡变形监测装置及方法
技术领域
背景技术
木生长旺盛,容易遮挡,从而对激光测距造成干扰,往往需要对边坡上的草木进行砍伐,不
仅维护成本高,而且加剧了边坡滑坡的风险,同时也不利于长时间的边坡监测;另外,该方
案中的核心激光器件往往需要进口,而且其对距离和区域的监测有一定的限制,对一个庞
大的山体边坡需要数量较多的监测装置,成本高昂。
发明内容
邻两组管体沿水平方向串联,用于固定边坡;所述监测单元包括感应件和采集盒;所述感应
件设置在管体内壁上,通过监测管体变形从而监测边坡变形信号;所述采集盒与感应件电
连接,用于接收感应件的边坡变形信号;所述接收单元与采集盒电连接,用于接收采集盒的
边坡变形信号。
与感应单件连接,便于控制感应单件采集变形信号;所述第一微控制器与接收单元连接,能
实现双向通信。
用于供电;所述第二微控制器与第一微控制器连接,能实现双向通信;所述第二微控制器与
外界后台连接,能实现第二微控制器与外界后台的双向通信。
组监测单元的第一微控制器发送指令,第二组监测单元的感应单件获取变形信号后传输至
外界后台;以此类推,直至全部监测单元的变形信号获取完成。
发送采集指令。
上,且相邻两组管体沿水平方向串联,用于固定边坡;所述监测单元包括感应件和采集盒;
所述感应件设置在管体内壁上,通过监测管体变形从而监测边坡变形信号;所述采集盒与
感应件电连接,用于接收感应件的边坡变形信号;所述接收单元与采集盒电连接,用于接收
采集盒的边坡变形信号。本发明通过水平串联设置的多组管体,能对边坡进行加固,并且感
应件设置在管体内壁上,当发生滑坡时,边坡作用在管体外壁上,使得管体发生变形,感应
件获取管体变形信号,并通过接收单元向外界后台传输,避免了设置激光监测时受到外界
因素的干扰,实用性和抗干扰能力强;并且相比现有技术中采用激光监测,激光监测只能实
现边坡的点监测,而本发明的感应件和管体的结合使得能在加固的同时实现边坡的区域监
测,监测范围更大,成本也更加低廉;本发明的加固结构设有多组,通过沿竖直方向设置多
组加固结构,使得对边坡能进行更有效加固的同时便于感应件在边坡上的监测,本发明通
过沿竖向设置的多组加固结构,将边坡沿竖直方向分隔成多层,任意一层发生滑坡时,对设
置在下端的管体形成挤压,管体发生形变使得本发明能实现对边坡的各层的变形监测(即
进行多层次的监测),而相比于现有技术中采用管体竖直插设在边坡上的监测方式相比,竖
直插设仅能对边坡进行点监测,要实现大范围监测成本较高,且竖直插设的加固作用有限。
方向上的两组管体(管体两端上设有与固定桩连接的挂钩),保证管体的稳固。
后台的指令以及向外界后台传输信号和数据。
的变形信号;步骤b:变形信号传输至放大器进行滤波和放大;步骤c:第一微控制器对变形
信号进行编号;步骤d:编号后的的信号依次经第一微控制器、第一CAN通信单元、第二微控
制器以及第二CAN通信单元传输至外界后台;所述步骤a中,首先,第二微控制器向第一组监
测单元的第一微控制器发送指令,第一组监测单元的感应单件获取变形信号后传输至外界
后台;接着,第二微控制器向第二组监测单元的第一微控制器发送指令,第二组监测单元的
感应单件获取变形信号后传输至外界后台;以此类推,直至全部监测单元的变形信号获取
完成。本发明的方法通过依次获取的方式,保证设置在边坡上的多组监测单元至少有一个
处于工作状态(在获取变形信号的状态),能在降低功耗的前提下实时对边坡的变形进行监
测,便于获取各个管体的变形信号(即边坡变形对管体的作用量),从而做到早预防早示警。
此处优选第二微控制器可以在收到外界后台的指令后向第一微控制器发送采集指令,或者
是每间隔1‑60分钟第二微处理主动向第一微控制器发送采集指令,第二微控制器能主动获
取变形信号,便于实时监控,防止出现过大的监测空档期。
附图说明
具体实施方式
管体沿水平串联;所述固定桩竖直插设在边坡上,且沿水平位于两组管体之间,水平方向相
邻的两组管体通过挂钩连接在固定桩上(此处优选管体连接在固定桩上时具有0.01‑20N的
预紧力)。此处管体数量根据实际情况选择。
贴合在管体的内壁上,当边坡某处出现向下滑动时对管体造成挤压,使得管体发生向下凹
陷的形变,紧贴在管体内壁上的感应单件(电阻应变计)会产生变化,并向采集盒(具体是采
集盒的放大器)传输;所述采集盒包括放大器和第一微控制器;所述放大器与感应单件电连
接;所述放大器与第一微控制器电连接,便于向第一微控制器传输变形信号;所述第一微控
制器与感应单件电连接,便于控制感应单件获取管体的变形信号;所述第一微控制器通过
第一CAN通信单元与接收单元实现双向通信。
通过电池储存;所述第二微控制器通过第一CAN通信单元与第一微控制器实现双向通信,从
而向第一微控制器发送指令以及接收信号数据;所述第二微控制器通过第二CAN通信单元
与外界后台实现双向通信,便于第二微控制器向外界后台发送数据以及接收外界后台的指
令。此处电池能为监测单元(包括感应单件、放大器以及第一微控制器)、第二微控制器以及
第二CAN通信单元供电。
单元向第一微控制器发送指令,第一微控制器向感应单件发送指令,感应单件获取管体的
变形信号;此处第二微控制器也可以在不收到外界后台的指令时,定时(时间间隔根据监测
单元的数量选择,本实施例优选30min)向第一微控制器发送指令,采集管体的变形信号。
与外界后台之间通过第二CAN通信单元进行双向通信。
向第二组监测单元的第一微控制器发送指令,第二组监测单元的感应单件获取变形信号后
传输至外界后台;以此类推,直至全部的监测单元的信号获取完成。
改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。