本實(shí)用新型涉及一種基于LoRa技術(shù)的監(jiān)測(cè)裝置，涉及到安全監(jiān)測(cè)行業(yè)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前在邊坡及尾礦施工等領(lǐng)域，內(nèi)部滲水位監(jiān)測(cè)、土體的位移變化、干灘物位監(jiān)測(cè)是重要的監(jiān)測(cè)對(duì)象，滲水位和土體壓力的監(jiān)測(cè)一般采用振弦類傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)。內(nèi)部位移主要通過桿式測(cè)斜儀進(jìn)行測(cè)量?；驹硎牵簵U式測(cè)斜儀的長(zhǎng)度固定，通過傾斜角度的變化，通過三角函數(shù)的關(guān)系計(jì)算水平位移L=Len*Sin(α)，其中Len為測(cè)斜儀的長(zhǎng)度，α為傾斜角度。

目前在基坑施工等領(lǐng)域，鋼支撐受力監(jiān)測(cè)、土體的位移變化是一個(gè)重要的監(jiān)測(cè)對(duì)象，鋼支撐受力監(jiān)測(cè)一般采用振弦類傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)。內(nèi)部位移主要通過桿式測(cè)斜儀進(jìn)行測(cè)量?；驹硎牵簵U式測(cè)斜儀的長(zhǎng)度固定，通過傾斜角度的變化，通過三角函數(shù)的關(guān)系計(jì)算水平位移L=Len*Sin(α)，其中Len為測(cè)斜儀的長(zhǎng)度，α為傾斜角度。

目前在橋梁施工等領(lǐng)域，橋梁索力軸力、裂縫、受力主體應(yīng)變、傾斜等監(jiān)測(cè)項(xiàng)是重要的監(jiān)測(cè)對(duì)象。

目前在隧道施工等領(lǐng)域，拱頂收斂、沉降、支撐受力監(jiān)測(cè)是重要的監(jiān)測(cè)對(duì)象，鋼支撐受力監(jiān)測(cè)一般采用振弦類傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)。拱頂收斂可通過收斂?jī)x或位移傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)，沉降監(jiān)測(cè)可通過沉降監(jiān)測(cè)傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

上述傳統(tǒng)采集系統(tǒng)存在以下的不足：

首先傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)復(fù)雜程度較高，因?yàn)椴杉K功能單一，按照功能拼湊進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。且由于各單一功能的模塊往往使用不同廠家的產(chǎn)品，接口方式和協(xié)議的兼容性也存在差異，進(jìn)一步增加了系統(tǒng)的復(fù)雜程度和維護(hù)成本。

其次由于傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要，如系統(tǒng)供電、數(shù)據(jù)傳輸?shù)纫?，需要使用電纜、光纖、網(wǎng)線等有線方式進(jìn)行布設(shè)，施工難度較大，且增加一定材料成本。同時(shí)ZIGBEE在傳輸距離、傳輸速率、以及多層組網(wǎng)時(shí)穩(wěn)定性等問題也隨之而來。

綜上所述，傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)在功能單一、系統(tǒng)供電、數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫娲嬖谝欢ǖ木窒扌?，難以滿足特定工況下的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于LoRa技術(shù)的監(jiān)測(cè)裝置，可按照監(jiān)測(cè)規(guī)范要求對(duì)邊坡及尾礦的監(jiān)測(cè)項(xiàng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)采集并傳輸至服務(wù)器。采用低功耗、超遠(yuǎn)距離的LoRa技術(shù)通信。

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題就在于以下幾點(diǎn)：（1）實(shí)現(xiàn)無線傳輸，避免現(xiàn)場(chǎng)布線的難度和成本；（2）解決現(xiàn)有ZIGBEE無線通信技術(shù)距離等不足。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的以下技術(shù)方案：

一種基于LoRa技術(shù)的監(jiān)測(cè)裝置，它包括傳感器組，所述傳感器組與采集設(shè)備連接，采集設(shè)備與LoRa節(jié)點(diǎn)通信模塊連接，采集設(shè)備通過LoRa節(jié)點(diǎn)通信模塊與LORA網(wǎng)關(guān)連接，LORA網(wǎng)關(guān)與數(shù)據(jù)服務(wù)器連接。

所述傳感器組為滲壓計(jì)、土壓力盒、物位計(jì)、桿式測(cè)斜儀，實(shí)現(xiàn)對(duì)邊坡及尾礦中滲水位、土體壓力、內(nèi)部位移監(jiān)測(cè)項(xiàng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集。

所述傳感器組為軸力計(jì)、鋼筋計(jì)、應(yīng)變計(jì)、桿式測(cè)斜儀，實(shí)現(xiàn)對(duì)基坑中支撐軸力、支撐受力、應(yīng)變、內(nèi)部位移監(jiān)測(cè)項(xiàng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集。

所述傳感器組為錨索計(jì)、裂縫計(jì)、應(yīng)變計(jì)、盒式測(cè)斜儀實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁中索力、裂縫、主體應(yīng)變、傾斜監(jiān)測(cè)項(xiàng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集。

所述傳感器組為隧道拱頂收斂?jī)x、鋼筋計(jì)、應(yīng)變計(jì)、沉降監(jiān)測(cè)傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道中拱頂收斂、支撐受力、應(yīng)變、行內(nèi)部位移監(jiān)測(cè)項(xiàng)進(jìn)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集。

LoRa是一種低能耗、遠(yuǎn)距離的廣域網(wǎng)技術(shù)，與其他無線系統(tǒng)相比，LoRa使用擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)，可解調(diào)低于20dB的噪聲。確保了高靈敏度、可靠的網(wǎng)絡(luò)連接，同時(shí)提高了網(wǎng)絡(luò)效率并消除了干擾。而相比于網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，LoRa的星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)消除了同步開銷和跳數(shù)，因而降低了功耗并可允許多個(gè)并發(fā)應(yīng)用程序在網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行。同時(shí)，LoRa技術(shù)實(shí)現(xiàn)的通信距離比其他無線協(xié)議更遠(yuǎn)。

本實(shí)用新型的有益效果：

本實(shí)用新型內(nèi)部設(shè)計(jì)有監(jiān)測(cè)傳感器、采集設(shè)備、LoRa通信模塊、LORA網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)服務(wù)器等功能模塊，通過LORA無線網(wǎng)絡(luò)低功耗、遠(yuǎn)距離傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中不足。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1中邊坡及尾礦監(jiān)測(cè)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為實(shí)施例2中基坑監(jiān)測(cè)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為實(shí)施例3中橋梁監(jiān)測(cè)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖4為實(shí)施例4中隧道監(jiān)測(cè)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述：

實(shí)施例1為邊坡及尾礦監(jiān)測(cè)，如圖1：

一種基于LoRa技術(shù)的監(jiān)測(cè)裝置，它包括傳感器組，所述傳感器組與采集設(shè)備5連接，采集設(shè)備5與LoRa節(jié)點(diǎn)通信模塊6連接，采集設(shè)備5通過LoRa節(jié)點(diǎn)通信模塊6與LORA網(wǎng)關(guān)7連接，LORA網(wǎng)關(guān)7與數(shù)據(jù)服務(wù)器8連接。

所述傳感器組為滲壓計(jì)11、土壓力盒12、物位計(jì)13、桿式測(cè)斜儀14，實(shí)現(xiàn)對(duì)邊坡及尾礦中滲水位、土體壓力、內(nèi)部位移監(jiān)測(cè)項(xiàng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集。

為滿足無線傳輸?shù)囊?，本設(shè)計(jì)采用的方案是：使用LoRa無線模塊，采集設(shè)備通過控制LoRa模塊，將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至LORA網(wǎng)關(guān)。采集設(shè)備與無線模塊之間的接口采用異步通信的方式，當(dāng)不要數(shù)據(jù)通信時(shí)，微控制器可自動(dòng)關(guān)閉無線模塊的電源，以降低系統(tǒng)的整體功耗。在實(shí)際使用時(shí)，一個(gè)LORA網(wǎng)關(guān)可接入多個(gè)節(jié)點(diǎn)，可滿足邊坡及尾礦中多個(gè)測(cè)點(diǎn)、長(zhǎng)工區(qū)等場(chǎng)景。

監(jiān)測(cè)規(guī)范中對(duì)于監(jiān)測(cè)項(xiàng)的要求，主要為邊坡及尾礦中內(nèi)部滲水位監(jiān)測(cè)、土體的位移變化、干灘物位等監(jiān)測(cè)項(xiàng)，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)有滲壓計(jì)、物位計(jì)、土壓力盒、桿式測(cè)斜儀等傳感器，其中滲壓計(jì)、土壓力盒等為振弦類傳感器，因此采集設(shè)備設(shè)計(jì)有振弦采集電路，實(shí)現(xiàn)的基本方案是微型控制器控制采集電路產(chǎn)生一系列的脈沖激勵(lì)信號(hào)，使得振弦類傳感器內(nèi)部鋼弦產(chǎn)生自由振蕩，由鋼弦自由振蕩產(chǎn)生的振弦信號(hào)經(jīng)過放大電路、濾波電路后，輸入到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器中進(jìn)行數(shù)值化采集，微型控制器通過對(duì)數(shù)值化采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到振弦傳感器的頻率參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)振弦數(shù)據(jù)采集的功能。

采集設(shè)備實(shí)現(xiàn)測(cè)斜儀采集功能的電路設(shè)計(jì)方案是采集模塊設(shè)計(jì)一個(gè)RS485驅(qū)動(dòng)電路，并通過光耦繼電器對(duì)測(cè)斜儀電源進(jìn)行控制，達(dá)到電源開關(guān)的控制要求。當(dāng)采集模塊接入測(cè)斜儀后，微控制器打開測(cè)斜儀電源，驅(qū)動(dòng)RS485電路，采集測(cè)斜儀數(shù)據(jù)。

當(dāng)采集設(shè)備將數(shù)據(jù)傳輸至LORA網(wǎng)關(guān)后，網(wǎng)關(guān)內(nèi)部設(shè)計(jì)有3G\4G通信模塊，其可通過3G\4G網(wǎng)絡(luò)將局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行存儲(chǔ)和展示，管理員或用戶可通過以太網(wǎng)范圍服務(wù)器對(duì)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行下載、整理報(bào)表。

綜上所述，本邊坡及尾礦監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)計(jì)有監(jiān)測(cè)傳感器、采集設(shè)備、LoRa通信模塊、LORA網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)服務(wù)器等功能模塊，通過LORA無線網(wǎng)絡(luò)低功耗、遠(yuǎn)距離傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中不足。

實(shí)施例2為基坑監(jiān)測(cè)，如圖2：

一種基于LoRa技術(shù)的監(jiān)測(cè)裝置，它包括傳感器組，所述傳感器組與采集設(shè)備5連接，采集設(shè)備5與LoRa節(jié)點(diǎn)通信模塊6連接，采集設(shè)備5通過LoRa節(jié)點(diǎn)通信模塊6與LORA網(wǎng)關(guān)7連接，LORA網(wǎng)關(guān)7與數(shù)據(jù)服務(wù)器8連接。

所述傳感器組為軸力計(jì)21、鋼筋計(jì)22、應(yīng)變計(jì)23、桿式測(cè)斜儀14，實(shí)現(xiàn)對(duì)基坑中支撐軸力、支撐受力、應(yīng)變、內(nèi)部位移監(jiān)測(cè)項(xiàng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集。

為滿足無線傳輸?shù)囊?，本設(shè)計(jì)采用的方案是：使用LoRa無線模塊，采集設(shè)備通過控制LoRa模塊，將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至LORA網(wǎng)關(guān)。采集設(shè)備與無線模塊之間的接口采用異步通信的方式，當(dāng)不要數(shù)據(jù)通信時(shí)，微控制器可自動(dòng)關(guān)閉無線模塊的電源，以降低系統(tǒng)的整體功耗。在實(shí)際使用時(shí)，一個(gè)LORA網(wǎng)關(guān)可接入多個(gè)節(jié)點(diǎn)，可滿足地鐵基坑中多個(gè)測(cè)點(diǎn)、長(zhǎng)工區(qū)等場(chǎng)景。

地鐵監(jiān)測(cè)規(guī)范中對(duì)于監(jiān)測(cè)項(xiàng)的要求，主要為基坑中支撐軸力、支撐受力、應(yīng)變、內(nèi)部位移等監(jiān)測(cè)項(xiàng)，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)有軸力計(jì)、鋼筋計(jì)、應(yīng)變計(jì)、桿式測(cè)斜儀等傳感器，其中軸力計(jì)、鋼筋計(jì)、應(yīng)變計(jì)等為振弦類傳感器，因此采集設(shè)備設(shè)計(jì)有振弦采集電路，實(shí)現(xiàn)的基本方案是微型控制器控制采集電路產(chǎn)生一系列的脈沖激勵(lì)信號(hào)，使得振弦類傳感器內(nèi)部鋼弦產(chǎn)生自由振蕩，由鋼弦自由振蕩產(chǎn)生的振弦信號(hào)經(jīng)過放大電路、濾波電路后，輸入到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器中進(jìn)行數(shù)值化采集，微型控制器通過對(duì)數(shù)值化采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到振弦傳感器的頻率參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)振弦數(shù)據(jù)采集的功能。

采集設(shè)備實(shí)現(xiàn)測(cè)斜儀采集功能的電路設(shè)計(jì)方案是采集模塊設(shè)計(jì)一個(gè)RS485驅(qū)動(dòng)電路，并通過光耦繼電器對(duì)測(cè)斜儀電源進(jìn)行控制，達(dá)到電源開關(guān)的控制要求。當(dāng)采集模塊接入測(cè)斜儀后，微控制器打開測(cè)斜儀電源，驅(qū)動(dòng)RS485電路，采集測(cè)斜儀數(shù)據(jù)。

當(dāng)采集設(shè)備將數(shù)據(jù)傳輸至LORA網(wǎng)關(guān)后，網(wǎng)關(guān)內(nèi)部設(shè)計(jì)有3G\4G通信模塊，其可通過3G\4G網(wǎng)絡(luò)將局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行存儲(chǔ)和展示，管理員或用戶可通過以太網(wǎng)范圍服務(wù)器對(duì)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行下載、整理報(bào)表。

綜上所述，本基坑監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)計(jì)有監(jiān)測(cè)傳感器、采集設(shè)備、LoRa通信模塊、LORA網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)服務(wù)器等功能模塊，通過LORA無線網(wǎng)絡(luò)低功耗、遠(yuǎn)距離傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中不足。

實(shí)施例3為橋梁監(jiān)測(cè)，如圖3：

一種基于LoRa技術(shù)的監(jiān)測(cè)裝置，它包括傳感器組，所述傳感器組與采集設(shè)備5連接，采集設(shè)備5與LoRa節(jié)點(diǎn)通信模塊6連接，采集設(shè)備5通過LoRa節(jié)點(diǎn)通信模塊6與LORA網(wǎng)關(guān)7連接，LORA網(wǎng)關(guān)7與數(shù)據(jù)服務(wù)器8連接。

所述傳感器組為錨索計(jì)31、裂縫計(jì)32、應(yīng)變計(jì)23、盒式測(cè)斜儀34實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁中索力、裂縫、主體應(yīng)變、傾斜監(jiān)測(cè)項(xiàng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集。

為滿足無線傳輸?shù)囊?，本設(shè)計(jì)采用的方案是：使用LoRa無線模塊，采集設(shè)備通過控制LoRa模塊，將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至LORA網(wǎng)關(guān)。采集設(shè)備與無線模塊之間的接口采用異步通信的方式，當(dāng)不要數(shù)據(jù)通信時(shí)，微控制器可自動(dòng)關(guān)閉無線模塊的電源，以降低系統(tǒng)的整體功耗。在實(shí)際使用時(shí)，一個(gè)LORA網(wǎng)關(guān)可接入多個(gè)節(jié)點(diǎn)，可滿足橋梁中多個(gè)測(cè)點(diǎn)、長(zhǎng)工區(qū)等場(chǎng)景。

監(jiān)測(cè)規(guī)范中對(duì)于監(jiān)測(cè)項(xiàng)的要求，主要為橋梁索力軸力、裂縫、受力主體應(yīng)變、傾斜等監(jiān)測(cè)項(xiàng)，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)有錨索計(jì)、裂縫計(jì)、應(yīng)變計(jì)、桿式測(cè)斜儀等傳感器，其中軸力計(jì)、裂縫計(jì)、應(yīng)變計(jì)等為振弦類傳感器，因此采集設(shè)備設(shè)計(jì)有振弦采集電路，實(shí)現(xiàn)的基本方案是微型控制器控制采集電路產(chǎn)生一系列的脈沖激勵(lì)信號(hào)，使得振弦類傳感器內(nèi)部鋼弦產(chǎn)生自由振蕩，由鋼弦自由振蕩產(chǎn)生的振弦信號(hào)經(jīng)過放大電路、濾波電路后，輸入到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器中進(jìn)行數(shù)值化采集，微型控制器通過對(duì)數(shù)值化采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到振弦傳感器的頻率參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)振弦數(shù)據(jù)采集的功能。

采集設(shè)備實(shí)現(xiàn)盒式測(cè)斜儀采集功能的電路設(shè)計(jì)方案是采集模塊設(shè)計(jì)一個(gè)RS485驅(qū)動(dòng)電路，并通過光耦繼電器對(duì)測(cè)斜儀電源進(jìn)行控制，達(dá)到電源開關(guān)的控制要求。當(dāng)采集模塊接入測(cè)斜儀后，微控制器打開測(cè)斜儀電源，驅(qū)動(dòng)RS485電路，采集測(cè)斜儀數(shù)據(jù)。

當(dāng)采集設(shè)備將數(shù)據(jù)傳輸至LORA網(wǎng)關(guān)后，網(wǎng)關(guān)內(nèi)部設(shè)計(jì)有3G\4G通信模塊，其可通過3G\4G網(wǎng)絡(luò)將局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行存儲(chǔ)和展示，管理員或用戶可通過以太網(wǎng)范圍服務(wù)器對(duì)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行下載、整理報(bào)表。

綜上所述，本橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)計(jì)有監(jiān)測(cè)傳感器、采集設(shè)備、LoRa通信模塊、LORA網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)服務(wù)器等功能模塊，通過LORA無線網(wǎng)絡(luò)低功耗、遠(yuǎn)距離傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中不足。

實(shí)施例4為隧道監(jiān)測(cè)，如圖3：

一種基于LoRa技術(shù)的監(jiān)測(cè)裝置，它包括傳感器組，所述傳感器組與采集設(shè)備5連接，采集設(shè)備5與LoRa節(jié)點(diǎn)通信模塊6連接，采集設(shè)備5通過LoRa節(jié)點(diǎn)通信模塊6與LORA網(wǎng)關(guān)7連接，LORA網(wǎng)關(guān)7與數(shù)據(jù)服務(wù)器8連接。

所述傳感器組為隧道拱頂收斂?jī)x41、鋼筋計(jì)22、應(yīng)變計(jì)23、沉降監(jiān)測(cè)傳感器44，實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道中拱頂收斂、支撐受力、應(yīng)變、行內(nèi)部位移監(jiān)測(cè)項(xiàng)進(jìn)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集。

為滿足無線傳輸?shù)囊螅驹O(shè)計(jì)采用的方案是：使用LoRa無線模塊，采集設(shè)備通過控制LoRa模塊，將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至LORA網(wǎng)關(guān)。采集設(shè)備與無線模塊之間的接口采用異步通信的方式，當(dāng)不要數(shù)據(jù)通信時(shí)，微控制器可自動(dòng)關(guān)閉無線模塊的電源，以降低系統(tǒng)的整體功耗。在實(shí)際使用時(shí)，一個(gè)LORA網(wǎng)關(guān)可接入多個(gè)節(jié)點(diǎn)，可滿足隧道中多個(gè)測(cè)點(diǎn)、長(zhǎng)工區(qū)等場(chǎng)景。

監(jiān)測(cè)規(guī)范中對(duì)于監(jiān)測(cè)項(xiàng)的要求，主要為隧道中拱頂收斂、沉降、支撐受力監(jiān)測(cè)等監(jiān)測(cè)項(xiàng)，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)有收斂?jī)x、鋼筋計(jì)、應(yīng)變計(jì)、沉降監(jiān)測(cè)傳感器儀等傳感器，其中、鋼筋計(jì)、應(yīng)變計(jì)等為振弦類傳感器，因此采集設(shè)備設(shè)計(jì)有振弦采集電路，實(shí)現(xiàn)的基本方案是微型控制器控制采集電路產(chǎn)生一系列的脈沖激勵(lì)信號(hào)，使得振弦類傳感器內(nèi)部鋼弦產(chǎn)生自由振蕩，由鋼弦自由振蕩產(chǎn)生的振弦信號(hào)經(jīng)過放大電路、濾波電路后，輸入到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器中進(jìn)行數(shù)值化采集，微型控制器通過對(duì)數(shù)值化采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到振弦傳感器的頻率參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)振弦數(shù)據(jù)采集的功能。

采集設(shè)備實(shí)現(xiàn)拱頂收斂、沉降等傳感器的采集功能的電路設(shè)計(jì)方案是采集模塊設(shè)計(jì)一個(gè)RS485驅(qū)動(dòng)電路，并通過光耦繼電器對(duì)測(cè)斜儀電源進(jìn)行控制，達(dá)到電源開關(guān)的控制要求。當(dāng)采集模塊接入測(cè)斜儀后，微控制器打開測(cè)斜儀電源，驅(qū)動(dòng)RS485電路，采集測(cè)斜儀數(shù)據(jù)。

當(dāng)采集設(shè)備將數(shù)據(jù)傳輸至LORA網(wǎng)關(guān)后，網(wǎng)關(guān)內(nèi)部設(shè)計(jì)有3G\4G通信模塊，其可通過3G\4G網(wǎng)絡(luò)將局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行存儲(chǔ)和展示，管理員或用戶可通過以太網(wǎng)范圍服務(wù)器對(duì)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行下載、整理報(bào)表。

綜上所述，本隧道監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)計(jì)有監(jiān)測(cè)傳感器、采集設(shè)備、LoRa通信模塊、LORA網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)服務(wù)器等功能模塊，通過LORA無線網(wǎng)絡(luò)低功耗、遠(yuǎn)距離傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中不足。

安裝說明：

LORA節(jié)點(diǎn)使用的天線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離大面積的金屬平面及地面，安裝設(shè)備時(shí)，要使天線距離金屬管或者金屬平面至少10cm，安裝位置至少離地面1米以上。并盡量減少天線之間的障礙物。

邊坡及尾礦施工現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境復(fù)雜，在實(shí)際安裝采集設(shè)備、傳感器、LORA網(wǎng)關(guān)及節(jié)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)做好防護(hù)，避免現(xiàn)場(chǎng)施工對(duì)系統(tǒng)裝置造成損壞。

LORA網(wǎng)關(guān)7通過3G\4G網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)服務(wù)器8，管理員或用戶9可通過互聯(lián)網(wǎng)訪問數(shù)據(jù)服務(wù)器，進(jìn)行數(shù)據(jù)查看。