公路邊坡支護工程安全報警系統(tǒng)的振動信號采集部分的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種公路邊坡支護工程安全報警系統(tǒng)的振動信號采集部分，屬于工程安全防護【技術領域】。所述振動信號采集部分(2)包括振動子控制模塊(201)、振動信號無線通訊模塊(202)、三軸加速度傳感模塊(203)、加速度傳感放置狀態(tài)模塊(204)、振動信號采集電源模塊(205)；所述振動子控制模塊(201)分別與所述振動信號無線通訊模塊(202)、所述三軸加速度傳感模塊(203)、所述加速度傳感放置狀態(tài)模塊(204)、所述振動信號采集電源模塊(205)相連。
【專利說明】公路邊坡支護工程安全報警系統(tǒng)的振動信號采集部分

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于工程安全防護【技術領域】，更具體的說，屬于一種公路邊坡支護工程安全報警系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]現(xiàn)有技術中為了公路的邊坡防止崩塌、一般直接在坡面修筑護坡工程進行加固，這比削坡節(jié)省投工并且速度快。常見的公路護坡工程主要包括干砌片石和混凝土砌塊護坡、漿砌片石和混凝土護坡、格狀框條護坡、噴漿和混凝土護坡、鋪固護坡等，現(xiàn)有技術的邊坡支護工程中通常噴涂有混凝土層，邊坡支護工程在風化作用下會逐漸脆弱、并進而脫落造成塌方事故，如何有效地預防邊坡支護工程脫落造成塌方事故所造成的過往車輛人員傷亡一直是制約本【技術領域】的一大難題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了有效地解決以上技術問題，給出了一種公路邊坡支護工程安全報警系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的一種公路邊坡支護工程安全報警系統(tǒng)，其特征在于:包括主控部分、振動信號采集部分和位移信號采集部分；
[0005]所述主控部分包括總控制模塊、聲光報警模塊、無線通訊接收模塊、振動波形數(shù)據(jù)庫、振動波形分析模塊、振動橫波形判斷模塊、振動縱波形判斷模塊、振動面波形判斷模塊、振動波幅及時間記錄模塊、位移波形數(shù)據(jù)庫、位移波形分析模塊、左右向位移判斷模塊、前后向位移判斷模塊、垂直向位移判斷模塊、位移波幅及時間記錄模塊、主電源模塊；所述總控制模塊分別與所述聲光報警模塊、所述無線通訊接收模塊、所述振動波形數(shù)據(jù)庫、所述振動波形分析模塊、所述振動橫波形判斷模塊、所述振動縱波形判斷模塊、所述振動面波形判斷模塊、所述振動波幅及時間記錄模塊、所述位移波形數(shù)據(jù)庫、所述位移波形分析模塊、所述左右向位移判斷模塊、所述前后向位移判斷模塊、所述垂直向位移判斷模塊、所述位移波幅及時間記錄模塊、所述主電源模塊相連；
[0006]所述振動信號采集部分包括振動子控制模塊、振動信號無線通訊模塊、三軸加速度傳感模塊、加速度傳感放置狀態(tài)模塊、振動信號采集電源模塊；所述振動子控制模塊分別與所述振動信號無線通訊模塊、所述三軸加速度傳感模塊、所述加速度傳感放置狀態(tài)模塊、所述振動信號采集電源模塊相連；
[0007]所述位移信號采集部分包括位移子控制模塊、位移信號無線通訊模塊、三軸位移傳感模塊、位移傳感放置狀態(tài)模塊、位移信號采集電源模塊；所述位移子控制模塊分別與所述位移信號無線通訊模塊、所述三軸位移傳感模塊、所述位移傳感放置狀態(tài)模塊、所述位移信號采集電源模塊相連；
[0008]所述主控部分的無線通訊接收模塊分別與所述振動信號采集部分的振動信號無線通訊模塊、所述位移信號采集部分的位移信號無線通訊模塊之間無線通訊。
[0009]根據(jù)以上所述的公路邊坡支護工程安全報警系統(tǒng)，優(yōu)選:所述主控部分的無線通訊接收模塊與所述振動信號采集部分的振動信號無線通訊模塊、所述位移信號采集部分的位移信號無線通訊模塊之間無線通訊的頻率為2.4GHz。
[0010]根據(jù)以上所述的公路邊坡支護工程安全報警系統(tǒng)，優(yōu)選:所述安全報警系統(tǒng)中振動信號采集部分的數(shù)量大于5個。
[0011]根據(jù)以上所述的公路邊坡支護工程安全報警系統(tǒng)，優(yōu)選:所述安全報警系統(tǒng)中位移信號采集部分的數(shù)量大于5個。
[0012]根據(jù)以上所述的公路邊坡支護工程安全報警系統(tǒng)，優(yōu)選:所述主電源模塊、所述振動信號采集電源模塊和所述位移信號采集電源模塊均可使用太陽能電池或鋰電池。
[0013]本發(fā)明的一種公路邊坡支護工程安全報警系統(tǒng)的主控部分，其特征在于:所述主控部分包括總控制模塊、聲光報警模塊、無線通訊接收模塊、振動波形數(shù)據(jù)庫、振動波形分析模塊、振動橫波形判斷模塊、振動縱波形判斷模塊、振動面波形判斷模塊、振動波幅及時間記錄模塊、位移波形數(shù)據(jù)庫、位移波形分析模塊、左右向位移判斷模塊、前后向位移判斷模塊、垂直向位移判斷模塊、位移波幅及時間記錄模塊、主電源模塊；所述總控制模塊分別與所述聲光報警模塊、所述無線通訊接收模塊、所述振動波形數(shù)據(jù)庫、所述振動波形分析模塊、所述振動橫波形判斷模塊、所述振動縱波形判斷模塊、所述振動面波形判斷模塊、所述振動波幅及時間記錄模塊、所述位移波形數(shù)據(jù)庫、所述位移波形分析模塊、所述左右向位移判斷模塊、所述前后向位移判斷模塊、所述垂直向位移判斷模塊、所述位移波幅及時間記錄模塊、所述主電源模塊相連。
[0014]本發(fā)明的一種公路邊坡支護工程安全報警系統(tǒng)的振動信號采集部分，其特征在于:所述振動信號采集部分包括振動子控制模塊、振動信號無線通訊模塊、三軸加速度傳感模塊、加速度傳感放置狀態(tài)模塊、振動信號采集電源模塊；所述振動子控制模塊分別與所述振動信號無線通訊模塊、所述三軸加速度傳感模塊、所述加速度傳感放置狀態(tài)模塊、所述振動信號采集電源模塊相連。
[0015]本發(fā)明的一種公路邊坡支護工程安全報警系統(tǒng)的位移信號采集部分，其特征在于:所述位移信號采集部分包括位移子控制模塊、位移信號無線通訊模塊、三軸位移傳感模塊、位移傳感放置狀態(tài)模塊、位移信號采集電源模塊；所述位移子控制模塊分別與所述位移信號無線通訊模塊、所述三軸位移傳感模塊、所述位移傳感放置狀態(tài)模塊、所述位移信號采集電源模塊相連；
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、控制方便等特點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]附圖1是本發(fā)明公路邊坡支護工程安全報警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0018]優(yōu)選實施方式I
[0019]圖1是本發(fā)明公路邊坡支護工程安全報警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明的公路邊坡支護工程安全報警系統(tǒng)包括主控部分1、振動信號采集部分2和位移信號采集部分3。
[0020]主控部分I包括總控制模塊101、聲光報警模塊102、無線通訊接收模塊103、振動波形數(shù)據(jù)庫104、振動波形分析模塊105、振動橫波形判斷模塊106、振動縱波形判斷模塊107、振動面波形判斷模塊108、振動波幅及時間記錄模塊109、位移波形數(shù)據(jù)庫1010、位移波形分析模塊1011、左右向位移判斷模塊1012、前后向位移判斷模塊1013、垂直向位移判斷模塊1014、位移波幅及時間記錄模塊1015、主電源模塊1016 ;總控制模塊101分別與聲光報警模塊102、無線通訊接收模塊103、振動波形數(shù)據(jù)庫104、振動波形分析模塊105、振動橫波形判斷模塊106、振動縱波形判斷模塊107、振動面波形判斷模塊108、振動波幅及時間記錄模塊109、位移波形數(shù)據(jù)庫1010、位移波形分析模塊1011、左右向位移判斷模塊1012、前后向位移判斷模塊1013、垂直向位移判斷模塊1014、位移波幅及時間記錄模塊
1015、主電源模塊1016相連。
[0021]振動信號采集部分2包括振動子控制模塊201、振動信號無線通訊模塊202、三軸加速度傳感模塊203、加速度傳感放置狀態(tài)模塊204、振動信號采集電源模塊205 ;振動子控制模塊201分別與振動信號無線通訊模塊202、三軸加速度傳感模塊203、加速度傳感放置狀態(tài)模塊204、振動信號采集電源模塊205相連；安全報警系統(tǒng)中振動信號采集部分2的數(shù)量大于5個,每個振動信號米集部分2同時對應的有一個位移信號米集部分3,每個振動信號采集部分2和與其對應的那個位移信號采集部分3組成一個信號采集組。
[0022]位移信號采集部分3包括位移子控制模塊301、位移信號無線通訊模塊302、三軸位移傳感模塊303、位移傳感放置狀態(tài)模塊304、位移信號采集電源模塊305 ;位移子控制模塊301與位移信號無線通訊模塊302、三軸位移傳感模塊303、位移傳感放置狀態(tài)模塊304、位移信號采集電源模塊305相連；安全報警系統(tǒng)中位移信號采集部分3的數(shù)量大于5個，每個位移信號采集部分3同時對應的有一個振動信號采集部分2，每個位移信號采集部分3和與其對應的那個振動信號采集部分2組成一個信號采集組。
[0023]每個信號采集組的振動信號采集部分2和位移信號采集部分3都與主控部分I分別進行通訊，主控部分I的無線通訊接收模塊103分別與振動信號采集部分2的振動信號無線通訊模塊202、位移信號采集部分3的位移信號無線通訊模塊302之間無線通訊，傳送給主控部分I分別接受振動信號無線通訊模塊202和位移信號無線通訊模塊302的信號，振動信號無線通訊模塊202和位移信號無線通訊模塊302分別發(fā)射振動信號采集部分2采集到的振動信號和位移信號采集部分3采集到的位移信號。在系統(tǒng)的整個工作過程中，一個信號采集組的振動信號采集部分2和位移信號采集部分3與主控部分I均通訊之后，下一個信號采集組的振動信號采集部分2和位移信號采集部分3與主控部分I再通訊，直至各個信號采集組都與主控部分I通訊；根據(jù)系統(tǒng)各個信號采集組的實時信號采集情況，主控部分I繼續(xù)與各個信號采集組的振動信號采集部分2和位移信號采集部分3進行通訊。
[0024]主控部分I的振動波形數(shù)據(jù)庫104、振動波形分析模塊105、振動橫波形判斷模塊
106、振動縱波形判斷模塊107、振動面波形判斷模塊108、振動波幅及時間記錄模塊109對從振動信號采集部分2而來的信號進行進一步分析處理、以判斷邊坡支護工程是否即將發(fā)生振動進而引發(fā)塌方，確定即將引發(fā)塌方則通過聲光報警模塊102進行報警提醒過路人員車輛。振動信號采集部分2中的三軸加速度傳感模塊203和加速度傳感放置狀態(tài)模塊204分別對振動信號采集部分2放置位置處的邊坡支護工程振動情況實時進行分析檢測；如果三軸加速度傳感模塊203和加速度傳感放置狀態(tài)模塊204檢測到振動信號采集部分2放置位置處的邊坡支護工程存在振動情況，三軸加速度傳感模塊203和加速度傳感放置狀態(tài)模塊204自動將震動情況反饋給振動子控制模塊201，振動子控制模塊201通過振動信號無線通訊模塊202將震動情況實時無線通訊反饋主控部分1，主控部分I對振動信號采集部分2反饋的信號進行實時處理。
[0025]主控部分I的位移波形數(shù)據(jù)庫1010、位移波形分析模塊1011、左右向位移判斷模塊1012、前后向位移判斷模塊1013、垂直向位移判斷模塊1014、位移波幅及時間記錄模塊1015對從位移信號采集部分3而來的信號進行進一步分析處理、以判斷邊坡支護工程是否有可能發(fā)生位移進而引發(fā)塌方，確定可能引發(fā)塌方則通過聲光報警模塊102進行報警提醒過路人員車輛。位移信號采集部分3中的三軸位移傳感模塊303和位移傳感放置狀態(tài)模塊304對位移信號采集部分3放置位置處的邊坡支護工程存在運動位移情況進行檢測，如果邊坡支護工程存在運動位移情況、則三軸位移傳感模塊303和位移傳感放置狀態(tài)模塊304將位移運動信息反饋給子控制模塊301，子控制模塊301通過位移信號無線通訊模塊302將位移運動信息實時反饋給無線通訊反饋主控部分1，主控部分I對位移信號采集部分3反饋的信號進行實時處理。
[0026]主控部分I的無線通訊接收模塊103與振動信號采集部分2的振動信號無線通訊模塊202之間無線通訊的頻率為2.4GHz，主控部分I的無線通訊接收模塊103與位移信號采集部分3的位移信號無線通訊模塊302之間無線通訊的頻率為2.4GHz。
[0027]由于本發(fā)明公路邊坡支護工程安全報警系統(tǒng)通常使用在偏僻地方，為了有效地對系統(tǒng)進行供電以保證其日常工作需要，所以特別需要考慮系統(tǒng)的供電問題。主電源模塊
1016、振動信號采集電源模塊205和位移信號采集電源模塊305均可使用太陽能電池，由于太陽能資源非常豐富可以優(yōu)選使用太陽能電池作為系統(tǒng)的供電方式。在一些對工程安全性要求較高的場合也可以考慮使用更高檔次的電源，主電源模塊1016、振動信號采集電源模塊205和位移信號采集電源模塊305也可使用鋰電池，定期對主電源模塊1016、振動信號采集電源模塊205和位移信號采集電源模塊305使用的鋰電池進行更換同樣可以保證系統(tǒng)的供電需要。
[0028]總控制模塊101、振動子控制模塊201、位移子控制模塊301均為ARM控制器。
[0029]優(yōu)選實施方式2
[0030]圖1是本發(fā)明公路邊坡支護工程安全報警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明的公路邊坡支護工程安全報警系統(tǒng)包括主控部分1、振動信號采集部分2和位移信號采集部分3。
[0031]主控部分I包括總控制模塊101、聲光報警模塊102、無線通訊接收模塊103、振動波形數(shù)據(jù)庫104、振動波形分析模塊105、振動橫波形判斷模塊106、振動縱波形判斷模塊
107、振動面波形判斷模塊108、振動波幅及時間記錄模塊109、位移波形數(shù)據(jù)庫1010、位移波形分析模塊1011、左右向位移判斷模塊1012、前后向位移判斷模塊1013、垂直向位移判斷模塊1014、位移波幅及時間記錄模塊1015、主電源模塊1016 ;總控制模塊101分別與聲光報警模塊102、無線通訊接收模塊103、振動波形數(shù)據(jù)庫104、振動波形分析模塊105、振動橫波形判斷模塊106、振動縱波形判斷模塊107、振動面波形判斷模塊108、振動波幅及時間記錄模塊109、位移波形數(shù)據(jù)庫1010、位移波形分析模塊1011、左右向位移判斷模塊1012、前后向位移判斷模塊1013、垂直向位移判斷模塊1014、位移波幅及時間記錄模塊1015、主電源模塊1016相連。
[0032]振動信號采集部分2包括振動子控制模塊201、振動信號無線通訊模塊202、三軸加速度傳感模塊203、加速度傳感放置狀態(tài)模塊204、振動信號采集電源模塊205 ;振動子控制模塊201分別與振動信號無線通訊模塊202、三軸加速度傳感模塊203、加速度傳感放置狀態(tài)模塊204、振動信號采集電源模塊205相連；安全報警系統(tǒng)中振動信號采集部分2的數(shù)量大于5個,每個振動信號米集部分2同時對應的有一個位移信號米集部分3,每個振動信號采集部分2和與其對應的那個位移信號采集部分3組成一個信號采集組。
[0033]位移信號采集部分3包括位移子控制模塊301、位移信號無線通訊模塊302、三軸位移傳感模塊303、位移傳感放置狀態(tài)模塊304、位移信號采集電源模塊305 ;位移子控制模塊301與位移信號無線通訊模塊302、三軸位移傳感模塊303、位移傳感放置狀態(tài)模塊304、位移信號采集電源模塊305相連；安全報警系統(tǒng)中位移信號采集部分3的數(shù)量大于5個，每個位移信號采集部分3同時對應的有一個振動信號采集部分2，每個位移信號采集部分3和與其對應的那個振動信號采集部分2組成一個信號采集組。
[0034]每個信號采集組的振動信號采集部分2和位移信號采集部分3都與主控部分I分別進行通訊，主控部分I的無線通訊接收模塊103分別與振動信號采集部分2的振動信號無線通訊模塊202、位移信號采集部分3的位移信號無線通訊模塊302之間無線通訊，傳送給主控部分I分別接受振動信號無線通訊模塊202和位移信號無線通訊模塊302的信號，振動信號無線通訊模塊202和位移信號無線通訊模塊302分別發(fā)射振動信號采集部分2采集到的振動信號和位移信號采集部分3采集到的位移信號。在系統(tǒng)的整個工作過程中，一個信號采集組的振動信號采集部分2和位移信號采集部分3與主控部分I均通訊之后，下一個信號采集組的振動信號采集部分2和位移信號采集部分3與主控部分I再通訊，直至各個信號采集組都與主控部分I通訊；根據(jù)系統(tǒng)各個信號采集組的實時信號采集情況，主控部分I繼續(xù)與各個信號采集組的振動信號采集部分2和位移信號采集部分3進行通訊。
[0035]主控部分I的振動波形數(shù)據(jù)庫104、振動波形分析模塊105、振動橫波形判斷模塊106、振動縱波形判斷模塊107、振動面波形判斷模塊108、振動波幅及時間記錄模塊109對從振動信號采集部分2而來的信號進行進一步分析處理、以判斷邊坡支護工程是否即將發(fā)生振動進而引發(fā)塌方，確定即將引發(fā)塌方則通過聲光報警模塊102進行報警提醒過路人員車輛。振動信號采集部分2中的三軸加速度傳感模塊203和加速度傳感放置狀態(tài)模塊204分別對振動信號采集部分2放置位置處的邊坡支護工程振動情況實時進行分析檢測；如果三軸加速度傳感模塊203和加速度傳感放置狀態(tài)模塊204檢測到振動信號采集部分2放置位置處的邊坡支護工程存在振動情況，三軸加速度傳感模塊203和加速度傳感放置狀態(tài)模塊204自動將震動情況反饋給振動子控制模塊201，振動子控制模塊201通過振動信號無線通訊模塊202將震動情況實時無線通訊反饋主控部分1，主控部分I對振動信號采集部分2反饋的信號進行實時處理。
[0036]主控部分I的位移波形數(shù)據(jù)庫1010、位移波形分析模塊1011、左右向位移判斷模塊1012、前后向位移判斷模塊1013、垂直向位移判斷模塊1014、位移波幅及時間記錄模塊1015對從位移信號采集部分3而來的信號進行進一步分析處理、以判斷邊坡支護工程是否有可能發(fā)生位移進而引發(fā)塌方，確定可能引發(fā)塌方則通過聲光報警模塊102進行報警提醒過路人員車輛。位移信號采集部分3中的三軸位移傳感模塊303和位移傳感放置狀態(tài)模塊304對位移信號采集部分3放置位置處的邊坡支護工程存在運動位移情況進行檢測，如果邊坡支護工程存在運動位移情況、則三軸位移傳感模塊303和位移傳感放置狀態(tài)模塊304將位移運動信息反饋給子控制模塊301，子控制模塊301通過位移信號無線通訊模塊302將位移運動信息實時反饋給無線通訊反饋主控部分1，主控部分I對位移信號采集部分3反饋的信號進行實時處理。
[0037]主控部分I的無線通訊接收模塊103與振動信號采集部分2的振動信號無線通訊模塊202之間無線通訊的頻率為2.4GHz，主控部分I的無線通訊接收模塊103與位移信號采集部分3的位移信號無線通訊模塊302之間無線通訊的頻率為2.4GHz。
[0038]由于本發(fā)明公路邊坡支護工程安全報警系統(tǒng)通常使用在偏僻地方，為了有效地對系統(tǒng)進行供電以保證其日常工作需要，所以特別需要考慮系統(tǒng)的供電問題。主電源模塊1016、振動信號采集電源模塊205和位移信號采集電源模塊305均可使用太陽能電池，由于太陽能資源非常豐富可以優(yōu)選使用太陽能電池作為系統(tǒng)的供電方式。在一些對工程安全性要求較高的場合也可以考慮使用更高檔次的電源，主電源模塊1016、振動信號采集電源模塊205和位移信號采集電源模塊305也可使用鋰電池，定期對主電源模塊1016、振動信號采集電源模塊205和位移信號采集電源模塊305使用的鋰電池進行更換同樣可以保證系統(tǒng)的供電需要。
[0039]總控制模塊101、振動子控制模塊201、位移子控制模塊301均為DSP控制器。
[0040]優(yōu)選實施方式3
[0041]圖1是本發(fā)明公路邊坡支護工程安全報警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明的公路邊坡支護工程安全報警系統(tǒng)包括主控部分1、振動信號采集部分2和位移信號采集部分3。
[0042]主控部分I包括總控制模塊101、聲光報警模塊102、無線通訊接收模塊103、振動波形數(shù)據(jù)庫104、振動波形分析模塊105、振動橫波形判斷模塊106、振動縱波形判斷模塊107、振動面波形判斷模塊108、振動波幅及時間記錄模塊109、位移波形數(shù)據(jù)庫1010、位移波形分析模塊1011、左右向位移判斷模塊1012、前后向位移判斷模塊1013、垂直向位移判斷模塊1014、位移波幅及時間記錄模塊1015、主電源模塊1016 ;總控制模塊101分別與聲光報警模塊102、無線通訊接收模塊103、振動波形數(shù)據(jù)庫104、振動波形分析模塊105、振動橫波形判斷模塊106、振動縱波形判斷模塊107、振動面波形判斷模塊108、振動波幅及時間記錄模塊109、位移波形數(shù)據(jù)庫1010、位移波形分析模塊1011、左右向位移判斷模塊1012、前后向位移判斷模塊1013、垂直向位移判斷模塊1014、位移波幅及時間記錄模塊1015、主電源模塊1016相連。
[0043]振動信號采集部分2包括振動子控制模塊201、振動信號無線通訊模塊202、三軸加速度傳感模塊203、加速度傳感放置狀態(tài)模塊204、振動信號采集電源模塊205 ;振動子控制模塊201分別與振動信號無線通訊模塊202、三軸加速度傳感模塊203、加速度傳感放置狀態(tài)模塊204、振動信號采集電源模塊205相連；安全報警系統(tǒng)中振動信號采集部分2的數(shù)量大于5個,每個振動信號米集部分2同時對應的有一個位移信號米集部分3,每個振動信號采集部分2和與其對應的那個位移信號采集部分3組成一個信號采集組。
[0044]位移信號采集部分3包括位移子控制模塊301、位移信號無線通訊模塊302、三軸位移傳感模塊303、位移傳感放置狀態(tài)模塊304、位移信號采集電源模塊305 ;位移子控制模塊301與位移信號無線通訊模塊302、三軸位移傳感模塊303、位移傳感放置狀態(tài)模塊304、位移信號采集電源模塊305相連；安全報警系統(tǒng)中位移信號采集部分3的數(shù)量大于5個，每個位移信號采集部分3同時對應的有一個振動信號采集部分2，每個位移信號采集部分3和與其對應的那個振動信號采集部分2組成一個信號采集組。
[0045]每個信號采集組的振動信號采集部分2和位移信號采集部分3都與主控部分I分別進行通訊，主控部分I的無線通訊接收模塊103分別與振動信號采集部分2的振動信號無線通訊模塊202、位移信號采集部分3的位移信號無線通訊模塊302之間無線通訊，傳送給主控部分I分別接受振動信號無線通訊模塊202和位移信號無線通訊模塊302的信號，振動信號無線通訊模塊202和位移信號無線通訊模塊302分別發(fā)射振動信號采集部分2采集到的振動信號和位移信號采集部分3采集到的位移信號。在系統(tǒng)的整個工作過程中，一個信號采集組的振動信號采集部分2和位移信號采集部分3與主控部分I均通訊之后，下一個信號采集組的振動信號采集部分2和位移信號采集部分3與主控部分I再通訊，直至各個信號采集組都與主控部分I通訊；根據(jù)系統(tǒng)各個信號采集組的實時信號采集情況，主控部分I繼續(xù)與各個信號采集組的振動信號采集部分2和位移信號采集部分3進行通訊。
[0046]主控部分I的振動波形數(shù)據(jù)庫104、振動波形分析模塊105、振動橫波形判斷模塊
106、振動縱波形判斷模塊107、振動面波形判斷模塊108、振動波幅及時間記錄模塊109對從振動信號采集部分2而來的信號進行進一步分析處理、以判斷邊坡支護工程是否即將發(fā)生振動進而引發(fā)塌方，確定即將引發(fā)塌方則通過聲光報警模塊102進行報警提醒過路人員車輛。振動信號采集部分2中的三軸加速度傳感模塊203和加速度傳感放置狀態(tài)模塊204分別對振動信號采集部分2放置位置處的邊坡支護工程振動情況實時進行分析檢測；如果三軸加速度傳感模塊203和加速度傳感放置狀態(tài)模塊204檢測到振動信號采集部分2放置位置處的邊坡支護工程存在振動情況，三軸加速度傳感模塊203和加速度傳感放置狀態(tài)模塊204自動將震動情況反饋給振動子控制模塊201，振動子控制模塊201通過振動信號無線通訊模塊202將震動情況實時無線通訊反饋主控部分1，主控部分I對振動信號采集部分2反饋的信號進行實時處理。
[0047]主控部分I的位移波形數(shù)據(jù)庫1010、位移波形分析模塊1011、左右向位移判斷模塊1012、前后向位移判斷模塊1013、垂直向位移判斷模塊1014、位移波幅及時間記錄模塊1015對從位移信號采集部分3而來的信號進行進一步分析處理、以判斷邊坡支護工程是否有可能發(fā)生位移進而引發(fā)塌方，確定可能引發(fā)塌方則通過聲光報警模塊102進行報警提醒過路人員車輛。位移信號采集部分3中的三軸位移傳感模塊303和位移傳感放置狀態(tài)模塊304對位移信號采集部分3放置位置處的邊坡支護工程存在運動位移情況進行檢測，如果邊坡支護工程存在運動位移情況、則三軸位移傳感模塊303和位移傳感放置狀態(tài)模塊304將位移運動信息反饋給子控制模塊301，子控制模塊301通過位移信號無線通訊模塊302將位移運動信息實時反饋給無線通訊反饋主控部分1，主控部分I對位移信號采集部分3反饋的信號進行實時處理。
[0048]主控部分I的無線通訊接收模塊103與振動信號采集部分2的振動信號無線通訊模塊202之間無線通訊的頻率為2.4GHz，主控部分I的無線通訊接收模塊103與位移信號采集部分3的位移信號無線通訊模塊302之間無線通訊的頻率為2.4GHz。
[0049]由于本發(fā)明公路邊坡支護工程安全報警系統(tǒng)通常使用在偏僻地方，為了有效地對系統(tǒng)進行供電以保證其日常工作需要，所以特別需要考慮系統(tǒng)的供電問題。主電源模塊1016、振動信號采集電源模塊205和位移信號采集電源模塊305均可使用太陽能電池，由于太陽能資源非常豐富可以優(yōu)選使用太陽能電池作為系統(tǒng)的供電方式。在一些對工程安全性要求較高的場合也可以考慮使用更高檔次的電源，主電源模塊1016、振動信號采集電源模塊205和位移信號采集電源模塊305也可使用鋰電池，定期對主電源模塊1016、振動信號采集電源模塊205和位移信號采集電源模塊305使用的鋰電池進行更換同樣可以保證系統(tǒng)的供電需要。
[0050]總控制模塊101為DSP控制器、振動子控制模塊201、位移子控制模塊301均為ARM
控制器。
[0051]優(yōu)選實施方式4
[0052]圖1是本發(fā)明公路邊坡支護工程安全報警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明的公路邊坡支護工程安全報警系統(tǒng)包括主控部分1、振動信號采集部分2和位移信號采集部分3。
[0053]主控部分I包括總控制模塊101、聲光報警模塊102、無線通訊接收模塊103、振動波形數(shù)據(jù)庫104、振動波形分析模塊105、振動橫波形判斷模塊106、振動縱波形判斷模塊
107、振動面波形判斷模塊108、振動波幅及時間記錄模塊109、位移波形數(shù)據(jù)庫1010、位移波形分析模塊1011、左右向位移判斷模塊1012、前后向位移判斷模塊1013、垂直向位移判斷模塊1014、位移波幅及時間記錄模塊1015、主電源模塊1016 ;總控制模塊101分別與聲光報警模塊102、無線通訊接收模塊103、振動波形數(shù)據(jù)庫104、振動波形分析模塊105、振動橫波形判斷模塊106、振動縱波形判斷模塊107、振動面波形判斷模塊108、振動波幅及時間記錄模塊109、位移波形數(shù)據(jù)庫1010、位移波形分析模塊1011、左右向位移判斷模塊1012、前后向位移判斷模塊1013、垂直向位移判斷模塊1014、位移波幅及時間記錄模塊1015、主電源模塊1016相連。
[0054]振動信號采集部分2包括振動子控制模塊201、振動信號無線通訊模塊202、三軸加速度傳感模塊203、加速度傳感放置狀態(tài)模塊204、振動信號采集電源模塊205 ;振動子控制模塊201分別與振動信號無線通訊模塊202、三軸加速度傳感模塊203、加速度傳感放置狀態(tài)模塊204、振動信號采集電源模塊205相連；安全報警系統(tǒng)中振動信號采集部分2的數(shù)量大于5個,每個振動信號米集部分2同時對應的有一個位移信號米集部分3,每個振動信號采集部分2和與其對應的那個位移信號采集部分3組成一個信號采集組。
[0055]位移信號采集部分3包括位移子控制模塊301、位移信號無線通訊模塊302、三軸位移傳感模塊303、位移傳感放置狀態(tài)模塊304、位移信號采集電源模塊305 ;位移子控制模塊301與位移信號無線通訊模塊302、三軸位移傳感模塊303、位移傳感放置狀態(tài)模塊304、位移信號采集電源模塊305相連；安全報警系統(tǒng)中位移信號采集部分3的數(shù)量大于5個，每個位移信號采集部分3同時對應的有一個振動信號采集部分2，每個位移信號采集部分3和與其對應的那個振動信號采集部分2組成一個信號采集組。
[0056]每個信號采集組的振動信號采集部分2和位移信號采集部分3都與主控部分I分別進行通訊，主控部分I的無線通訊接收模塊103分別與振動信號采集部分2的振動信號無線通訊模塊202、位移信號采集部分3的位移信號無線通訊模塊302之間無線通訊，傳送給主控部分I分別接受振動信號無線通訊模塊202和位移信號無線通訊模塊302的信號，振動信號無線通訊模塊202和位移信號無線通訊模塊302分別發(fā)射振動信號采集部分2采集到的振動信號和位移信號采集部分3采集到的位移信號。在系統(tǒng)的整個工作過程中，一個信號采集組的振動信號采集部分2和位移信號采集部分3與主控部分I均通訊之后，下一個信號采集組的振動信號采集部分2和位移信號采集部分3與主控部分I再通訊，直至各個信號采集組都與主控部分I通訊；根據(jù)系統(tǒng)各個信號采集組的實時信號采集情況，主控部分I繼續(xù)與各個信號采集組的振動信號采集部分2和位移信號采集部分3進行通訊。
[0057]主控部分I的振動波形數(shù)據(jù)庫104、振動波形分析模塊105、振動橫波形判斷模塊106、振動縱波形判斷模塊107、振動面波形判斷模塊108、振動波幅及時間記錄模塊109對從振動信號采集部分2而來的信號進行進一步分析處理、以判斷邊坡支護工程是否即將發(fā)生振動進而引發(fā)塌方，確定即將引發(fā)塌方則通過聲光報警模塊102進行報警提醒過路人員車輛。振動信號采集部分2中的三軸加速度傳感模塊203和加速度傳感放置狀態(tài)模塊204分別對振動信號采集部分2放置位置處的邊坡支護工程振動情況實時進行分析檢測；如果三軸加速度傳感模塊203和加速度傳感放置狀態(tài)模塊204檢測到振動信號采集部分2放置位置處的邊坡支護工程存在振動情況，三軸加速度傳感模塊203和加速度傳感放置狀態(tài)模塊204自動將震動情況反饋給振動子控制模塊201，振動子控制模塊201通過振動信號無線通訊模塊202將震動情況實時無線通訊反饋主控部分1，主控部分I對振動信號采集部分2反饋的信號進行實時處理。
[0058]主控部分I的位移波形數(shù)據(jù)庫1010、位移波形分析模塊1011、左右向位移判斷模塊1012、前后向位移判斷模塊1013、垂直向位移判斷模塊1014、位移波幅及時間記錄模塊1015對從位移信號采集部分3而來的信號進行進一步分析處理、以判斷邊坡支護工程是否有可能發(fā)生位移進而引發(fā)塌方，確定可能引發(fā)塌方則通過聲光報警模塊102進行報警提醒過路人員車輛。位移信號采集部分3中的三軸位移傳感模塊303和位移傳感放置狀態(tài)模塊304對位移信號采集部分3放置位置處的邊坡支護工程存在運動位移情況進行檢測，如果邊坡支護工程存在運動位移情況、則三軸位移傳感模塊303和位移傳感放置狀態(tài)模塊304將位移運動信息反饋給子控制模塊301，子控制模塊301通過位移信號無線通訊模塊302將位移運動信息實時反饋給無線通訊反饋主控部分1，主控部分I對位移信號采集部分3反饋的信號進行實時處理。
[0059]主控部分I的無線通訊接收模塊103與振動信號采集部分2的振動信號無線通訊模塊202之間無線通訊的頻率為2.4GHz，主控部分I的無線通訊接收模塊103與位移信號采集部分3的位移信號無線通訊模塊302之間無線通訊的頻率為2.4GHz。
[0060]由于本發(fā)明公路邊坡支護工程安全報警系統(tǒng)通常使用在偏僻地方，為了有效地對系統(tǒng)進行供電以保證其日常工作需要，所以特別需要考慮系統(tǒng)的供電問題。主電源模塊1016、振動信號采集電源模塊205和位移信號采集電源模塊305均可使用太陽能電池，由于太陽能資源非常豐富可以優(yōu)選使用太陽能電池作為系統(tǒng)的供電方式。在一些對工程安全性要求較高的場合也可以考慮使用更高檔次的電源，主電源模塊1016、振動信號采集電源模塊205和位移信號采集電源模塊305也可使用鋰電池，定期對主電源模塊1016、振動信號采集電源模塊205和位移信號采集電源模塊305使用的鋰電池進行更換同樣可以保證系統(tǒng)的供電需要。
[0061]總控制模塊101為DSP控制器、振動子控制模塊201、位移子控制模塊301均為AVR
控制器。
【權利要求】
1.一種公路邊坡支護工程安全報警系統(tǒng)的振動信號采集部分，其特征在于: 所述振動信號采集部分(2)包括振動子控制模塊(201)、振動信號無線通訊模塊(202)、三軸加速度傳感模塊(203)、加速度傳感放置狀態(tài)模塊(204)、振動信號采集電源模塊(205);所述振動子控制模塊(201)分別與所述振動信號無線通訊模塊(202)、所述三軸加速度傳感模塊(203)、所述加速度傳感放置狀態(tài)模塊(204)、所述振動信號采集電源模塊(205)相連。
【文檔編號】G08B21/10GK204242348SQ201420219436
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年4月27日 優(yōu)先權日:2014年4月27日
【發(fā)明者】李穎, 張俊杰, 張明, 張臣 申請人:李穎, 張俊杰