一種地下工程施工期無線傳輸測量系統及方法技術方案

本發明專利技術公開了一種地下工程施工期無線傳輸測量系統及方法，包括手持數據采集裝置、數據樁、電線、數據中心；手持數據采集裝置的可以放置在數據樁上，實現微距離無線充電、藍牙數據傳輸、智能匹配功能；數據樁固定在地下工程的洞室或隧洞的交匯點，通過電線連接地面上的數據中心，實現數據傳輸和獲取電能的作用。本發明專利技術用于地下工程施工期監測數據采集傳輸，能提高數據采集傳輸的效率和穩定性，實現采集傳輸過程的便捷和智能化。

Wireless transmission measurement system and method for underground engineering construction period

The invention discloses a construction period of underground engineering measurement system and method of wireless transmission, including handheld data acquisition device, data wire, pile, data center; handheld data acquisition device can be placed in the data of pile, realize the micro distance wireless charging, Bluetooth data transmission, intelligent matching function; data is fixed on the intersection of the underground pile engineering tunnel and tunnel, connecting the ground data center through the wire, realize data transmission and acquisition function of electric energy. The invention is used for monitoring data acquisition and transmission during the construction period of underground engineering, and can improve the efficiency and stability of data acquisition and transmission, and realize the convenience and intelligence of the acquisition and transmission process.

【技術實現步驟摘要】
一種地下工程施工期無線傳輸測量系統及方法
本專利技術涉及地下工程施工期無線傳輸測量系統，尤其是能便于充電，快速采集傳輸施工期監測數據的無線傳輸測量系統。
技術介紹
傳統的地下工程施工期監測數據采集過程，測量人員需要攜帶各種數據傳輸線、記錄本，對監測儀器需要人工識別，對監測數據需要人工記錄、整理和上報。這種現場采集和后期數據整理的工作方式效率低、耗時長。受地下工程施工期現場環境制約，采集、整理得到的數據穩定性較差、出錯率高，設備受地下環境限制、潮濕封閉，采集設備無法便捷充電和進行數據匯總。同時，工程管理人員無法及時了解監測數據變化情況，難以及時發現工程異常。隨著電子計算機、無線通訊、傳感器及自動化控制技術的不斷發展，工程監測領域得到了長足的發展。工程施工期監測數據采集系統借助現有新技術，將電力線通信技術、無線充電技術應用于地下工程施工期監測數據的采集，實現地下工程施工期監測數據便攜、非接觸式、快速智能采集、上報的目的。
技術實現思路
專利技術目的：為了克服現有技術的不足，本專利技術提供一種地下工程施工期無線傳輸測量系統及方法，能高效的用于地下工程施工期監測數據采集、整理和智能上報的無線傳輸測量系統，提高地下工程監測數據采集分析的效率和智能化。技術方案：為解決上述技術問題，本專利技術提供一種地下工程施工期無線傳輸測量系統，包括手持數據采集裝置、數據樁、電線、數據中心；手持數據采集裝置的可以放置在在數據樁上的充電區域，實現微距離無線充電和藍牙數據傳輸；數據樁固定在地下工程洞室或隧洞的交匯點，通過電線連接地下工程外部地面的數據中心，實現數據傳輸和獲取電能的作用。作為優選，所述的手持數據采集裝置包括接線柱、采集模塊、電源模塊、電能接收模塊、藍牙模塊；接線柱、電源模塊、電能接收模塊、藍牙模塊與采集模塊連接，受采集模塊控制；采集數據時，操作人員將臨時埋設的監測設備接線連接接線柱，通過采集模塊控制，采集數據，并進行臨時存儲；當采集工作完成時，將若干手持數據采集裝置集中，放置在數據樁上，通過藍牙將數據傳輸給數據樁，通過電能接收模塊獲取電能，給電源模塊充電。作為優選，所述的數據樁包括電能發射模塊、藍牙模塊、電力貓模塊、外部保護殼；電力貓模塊通過電力線通信技術(PLC)將數據樁收集的監測數據通過電線傳輸到地面上的數據中心；電能發射模塊接受電線的電能，通過微距離無線充電技術實現給手持式無線測量設備充電的功能。作為優選，所述的數據中心站包含數據匯集分析平臺、電力貓模塊；所述的電力貓模塊獲取電線傳輸的數據，并發送到數據匯集分析平臺，用于地下工程監測數據的分析監控管理工作。作為優選，所述的無線傳輸測量系統可兼容220V和380V電壓；數據采集裝置和數據樁的外部保護殼接縫填充水密封膠，電路板涂有防水漆，具有防水、耐熱、耐沖擊破壞作用；數據樁有USB充電接口，可以給施工人員手機等設備充電；數據樁的充電區域下部有led燈，可以顯示充電進程，并起到照明作用；數據樁含有語音電話，可以通過電線傳輸音頻信息，實現與數據中心的通訊，同時有緊急按鈕，地下工作人員在緊急情況下可點擊向數據中心發送警報，進行呼救。一種地下工程施工期無線傳輸測量系統的傳輸測量方法，包括以下流程：流程1，系統布置：數據中心布置于地下工程地面通道出口的外部地面，地面平坦且相對周邊區域較高，以便于布置設備和排除積水；電線采用防水電線，架設在洞壁上，距離洞室地面高度大于1.5m；數據樁布置于地下工程洞室進口或多條洞室的交匯處，充電樁外部保護殼為不銹鋼金屬材質，有接地；充電樁上部充電區域為亞克力透明面板，防水耐磨損；流程2，數據采集：測量人員攜帶手持數據采集裝置，在地下工程各部位，將臨時監測設備的接線連接在手持數據采集裝置的接線柱上，進行數據采集；當完成所有部位的采集工作后，將手持數據采集裝置放置在數據樁的充電區域內；流程3，設備充電：數據樁通過藍牙模塊與手持數據采集裝置配對連接，獲得手持數據采集裝置的剩余電量，當剩余電量小于總電量的25%時，啟動電能發射模塊，給手持數據采集裝置進行充電，每個對應的充電區域有5點led燈泡，1點亮、2點亮、3點亮、4點亮、5點亮對應電能為[0%,20%]、（20%,40%]、（40%,60%]、（60%,80%]、（80%,100%]五個區間；充電時led燈在亮和滅之間閃爍，充滿時5點全亮，無設備充電時為五點全滅；流程4，數據藍牙傳輸和數據電線傳輸：在充電的同時，手持數據采集裝置與數據樁進行藍牙通訊，實現數據傳輸；流程5，關系設定、自動配對、關系共享：流程5.1手持數據采集裝置首次對某支監測設備進行采集時，工作人員可以設定此支儀器的測點名稱、位置、后期整編處理參數等信息，實現關系設定；流程5.2每次手持數據采集裝置通過藍牙將數據傳輸完畢后，手持數據采集裝置會留下最后兩次的采集數據，當下一次再次連接某支儀器時，手持數據采集裝置通過對比歷史兩次數據和最新一次數據，實現最新數據的智能歸類，歸類方法如下：n支儀器的前兩次測值分別為：a1、b1；a2、b2；a3、b3；…….；an、bn，可表示為ax，bx，x=1,……,n。當測量到某支儀器測值為cx時，計算匹配程度，依據極大似然規律，認為最新數據會沿著歷史數據的變化方向，最有可能落在bx+(bx-ax)處，以ax，bx和bx+(bx-ax)/為三個點，建立正態分布概率密度分布，分為正向和負向兩情況，得到cx和n支儀器歷史數據的匹配程度；當操作人員通過手持數據采集裝置獲得數據后，在手持數據采集裝置上，顯示屏按照匹配程度，從大到小從第二行開始顯示各支儀器名稱，第一行顯示為新建儀器；操作人員通過手持數據采集裝置的上下按鍵選擇某一行，建立監測數據和儀器名稱、參數等信息的自動配對；流程5.3，當多臺手持數據采集裝置將數據傳輸給數據樁后，數據樁將關系設定或自動配對信息匯總，當某臺手持數據采集裝置缺少某幾支儀器的關系信息時，數據樁將這些信息傳輸回手持數據采集裝置中，當某臺手持數據采集裝置首次采集遇到一支新的儀器，同時此支新的儀器被其他手持數據采集裝置采集過數據，通過關系共享，避免了重新設定，提高了效率；流程五，分析中心分析：數據樁和分析中心通過內置的電力貓模塊和電線進行數據傳輸，數據整編處理、語音通訊，發送警報。有益效果：針對傳統監測采集設備需要用插座充電或換電池提供電能，復雜、缺少便捷性、充電不安全、數據信息管理不智能的問題，本專利技術通過無線充電方法，使得的充電過程避免了電源接口外露，在潮濕環境下造成的危險性；充電只需要將設備放置在充電樁上，在地下工程的黑暗或陰暗環境下也便于操作；針對傳統地下工程由于位于封閉空間，數據傳輸需要單獨設置線路的問題，采用電力貓模塊實現了電力和信號的共同傳輸，提高了傳輸效率，降低了成本；通過智能化的關系設定和共享，實現了新數據的智能歸類；將多種技術結合，用于地下工程施工期監測數據采集，能提高數據采集傳輸的效率、智能性及采集系統的穩定性。附圖說明圖1為一種地下工程施工期無線傳輸測量系統布置示意圖。圖2為數據樁和手持數據采集裝置的充電時放置位置示意圖。圖3為傳輸測量過程示意圖。圖4為監測數據的概率密度分布示意圖（正向）。圖5為監測數據的概率密度分布示意圖（負向）。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術作更進本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種地下工程施工期無線傳輸測量系統，包括手持數據采集裝置、數據樁、電線、數據中心；手持數據采集裝置的可以放置在在數據樁上的充電區域，實現微距離無線充電和藍牙數據傳輸；數據樁固定在地下工程洞室或隧洞的交匯點，通過電線連接地下工程外部地面的數據中心，實現數據傳輸和獲取電能的作用。

【技術特征摘要】
1.一種地下工程施工期無線傳輸測量系統，包括手持數據采集裝置、數據樁、電線、數據中心；手持數據采集裝置的可以放置在在數據樁上的充電區域，實現微距離無線充電和藍牙數據傳輸；數據樁固定在地下工程洞室或隧洞的交匯點，通過電線連接地下工程外部地面的數據中心，實現數據傳輸和獲取電能的作用。2.根據權利要求1所述的一種地下工程施工期無線傳輸測量系統，其特征在于，所述的手持數據采集裝置包括接線柱、采集模塊、電源模塊、電能接收模塊、藍牙模塊；接線柱、電源模塊、電能接收模塊、藍牙模塊與采集模塊連接，受采集模塊控制；采集數據時，操作人員將臨時埋設的監測設備接線連接接線柱，通過采集模塊控制，采集數據，并進行臨時存儲；當采集工作完成時，將若干手持數據采集裝置集中，放置在數據樁上，通過藍牙將數據傳輸給數據樁，通過電能接收模塊獲取電能，給電源模塊充電。3.根據權利要求2所述的一種地下工程施工期無線傳輸測量系統，其特征在于，所述的數據樁包括電能發射模塊、藍牙模塊、電力貓模塊、外部保護殼；電力貓模塊通過電力線通信技術(PLC)將數據樁收集的監測數據通過電線傳輸到地面上的數據中心；電能發射模塊接受電線的電能，通過微距離無線充電技術實現給手持式無線測量設備充電的功能。4.根據權利要求3所述的一種地下工程施工期無線傳輸測量系統，其特征在于，所述的數據中心站包含數據匯集分析平臺、電力貓模塊；所述的電力貓模塊獲取電線傳輸的數據，并發送到數據匯集分析平臺，用于地下工程監測數據的分析監控管理工作。5.根據權利要求4所述的一種地下工程施工期無線傳輸測量系統，其特征在于，所述的無線傳輸測量系統可兼容220V和380V電壓；數據采集裝置和數據樁的外部保護殼接縫填充水密封膠，電路板涂有防水漆，具有防水、耐熱、耐沖擊破壞作用；數據樁有USB充電接口，可以給施工人員手機等設備充電；數據樁的充電區域下部有led燈，可以顯示充電進程，并起到照明作用；數據樁含有語音電話，可以通過電線傳輸音頻信息，實現與數據中心的通訊，同時有緊急按鈕，地下工作人員在緊急情況下可點擊向數據中心發送警報，進行呼救。6.如權利要求5所述的一種地下工程施工期無線傳輸測量系統的傳輸測量方法，其特征在于，包括以下流程：流程1，系統布置：數據中心布置于地下工程地面通道出口的外部地面，地面平坦且相對周邊區域較高，以便于布置設備和排除積水；電線采用防水電線，架設在洞壁上，距離洞室地面高度大于1.5m；數據樁布置于地下工程洞室進口或多條洞室的交匯處，充電樁外部保護殼為不銹鋼金屬材質，有接地；充電樁上部充電區域為亞克力透明面板，防水耐磨損；流程2，數據采...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊陽，何勇軍，李卓，徐海峰，
申請(專利權)人：水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院，
類型：發明
國別省市：江蘇,32