房屋傾斜監測安全監測系統
一、用途和性能
房屋傾斜監測系統由房屋傾斜儀、無(wú)線(xiàn)采集儀、及管理平臺組成。BD-GCX00型測斜儀實(shí)際上是重力加速度計，測量地球引力在測量方向上的分量。傳感器為單軸測量，如需要雙軸測量，可加直角輔件同時(shí)測得兩垂直方向角度偏移，廣泛用于高層房屋傾斜測量。該傾斜儀可根據現場(chǎng)監測設計方案布置，根據布置點(diǎn)位配置相應算法，可以直接得出水平位移量以及方向。測量某固定點(diǎn)與地垂線(xiàn)的傾斜角度，可以測量一個(gè)軸的正負方向，從而通過(guò)計算可以得出該點(diǎn)的傾斜方向與傾斜角度，并根據所在高度可以計算出該點(diǎn)水平位移。
二、工作原理
主要采用進(jìn)口石英撓性伺服加速度計為敏感元件，它是一個(gè)力平衡式的伺服系統，當傳感器相對于地球重心方向產(chǎn)生傾角θ時(shí)，由于重力作用，傳感器中敏感元件相對于鉛錘方向擺動(dòng)一個(gè)角度，通過(guò)高靈敏的石英換能器將此角度轉換成信號，經(jīng)過(guò)數據分析處理，可以直接用讀數儀顯示被測點(diǎn)的水平位移量。敏感元件是由接近零溫度系數的熔融石英玻璃制成，具有精度高，穩定性好，重復性高，漂移小，熱穩定性高等優(yōu)點(diǎn)。原來(lái)主要用于航天器上導航，近些年由于成本下降，用于測斜儀，按軍工生產(chǎn)標準生產(chǎn)，可靠性高。儀器原理框圖見(jiàn)（圖一）。
該儀器設計在原有基礎上作了較大改進(jìn)，密封性能更好，維修攜帶更方便。并且內置存儲器以及鋰電池，在斷電情況下同樣可以工作以及自己存儲數據。
三、算法說(shuō)明
測量值是顯示傳感器（即該測點(diǎn)）與地垂線(xiàn)角度，而偏差值則為在傳感器調零之后角度變化量（一般調零在傳感器安裝完畢后進(jìn)行）。如下圖所示：虛線(xiàn)為地垂線(xiàn)，黑色實(shí)線(xiàn)為傳感器安裝完時(shí)候與地垂線(xiàn)成夾角a，一段時(shí)間后偏移后到紅線(xiàn)位置，與地垂線(xiàn)成夾角b；
所以紅線(xiàn)端點(diǎn)的水平位移可以簡(jiǎn)化為H*sina（b-a）
例如，在安裝完畢之后調零，顯示應該為：測量值為a；偏差值為0。一段時(shí)間之后房屋傾斜到紅線(xiàn)位置，顯示應該為：測量值為b；偏差值為：b-a；所以紅線(xiàn)端點(diǎn)的水平位移可以簡(jiǎn)化為
H*sina（b-a），其中傳感器中單位為°%，小數點(diǎn)為1位，顯示的值需要除以100（即小數點(diǎn)位置前移2位）；例如：103.5°%=1.035°?？梢缘贸瞿掣唿c(diǎn)水平位移值算法：L=安裝高度*sin（偏差值/100）
四、測斜儀技術(shù)參數
精度（即靈敏度）：0.001°或0.17mm
測量維數：?jiǎn)屋S
測量?jì)A斜范圍：0~±15°
溫度范圍：-40℃~80℃
五、無(wú)線(xiàn)采集儀
傳感器因為其安裝位置相對都相對比較遠，每棟樓之間安裝位置也是有一段距離，所以采集箱都是無(wú)線(xiàn)傳輸信號，供電為AC220市電均可。每個(gè)采集箱的總線(xiàn)接口均可擴展，可再接傾斜傳感器或者風(fēng)速風(fēng)向傳感器。
采集儀與服務(wù)器通信主要有以下兩種組網(wǎng)方式：
六、管理平臺
管理平臺由管理平臺系統和信息采集子系統組成。
管理平臺系統可運行于云服務(wù)器上，信息采集子系統可以運行在遠程監測點(diǎn)的管理服務(wù)器上，采集傳感器數據并且上傳到管理平臺數據庫，也可以直接運行在管理平臺服務(wù)器上，對遠程傳感器進(jìn)行直接數據采集。
管理平臺的功能：
能采集任一數據庫的數據并存儲，能體現和改進(jìn)數據庫所屬采集軟件的功能。與管理平臺配套開(kāi)發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)關(guān)能采集任一傳感器的數據并存儲，包括電流、電壓、頻率信號輸出的傳感器和采集終端。管理平臺運行于云服務(wù)器上，遠程客戶(hù)端可以通過(guò)工作站IE或者手機IE，輸入服務(wù)器域名或IP地址登陸系統和功能操作。平臺能按要求圖形顯示單個(gè)傳感器變化曲線(xiàn)、多個(gè)同類(lèi)傳感器斷面變化曲線(xiàn)，圖形顯示路線(xiàn)圖。有二維安裝布置圖，體現傳感器安裝信息。
能進(jìn)行復雜的函數計算。能滿(mǎn)足不同項目的功能要求，有擴展功能。有對終端傳感器的遠程控制功能和通訊功能。能顯示和瀏覽任一視頻。有GIS圖形顯示。主界面和分界面要美觀(guān)、人性化、操作簡(jiǎn)便。有數據查詢(xún)、報警、打印等功能。自主研發(fā)高分子液體：不易揮發(fā)、無(wú)氣泡、溫度膨脹系數小、摩阻力小。
房屋傾斜監測系統由房屋傾斜儀、無(wú)線(xiàn)采集儀、及管理平臺組成。BD-GCX00型測斜儀實(shí)際上是重力加速度計，測量地球引力在測量方向上的分量。傳感器為單軸測量，如需要雙軸測量，可加直角輔件同時(shí)測得兩垂直方向角度偏移，廣泛用于高層房屋傾斜測量。該傾斜儀可根據現場(chǎng)監測設計方案布置，根據布置點(diǎn)位配置相應算法，可以直接得出水平位移量以及方向。測量某固定點(diǎn)與地垂線(xiàn)的傾斜角度，可以測量一個(gè)軸的正負方向，從而通過(guò)計算可以得出該點(diǎn)的傾斜方向與傾斜角度，并根據所在高度可以計算出該點(diǎn)水平位移。
二、工作原理
主要采用進(jìn)口石英撓性伺服加速度計為敏感元件，它是一個(gè)力平衡式的伺服系統，當傳感器相對于地球重心方向產(chǎn)生傾角θ時(shí)，由于重力作用，傳感器中敏感元件相對于鉛錘方向擺動(dòng)一個(gè)角度，通過(guò)高靈敏的石英換能器將此角度轉換成信號，經(jīng)過(guò)數據分析處理，可以直接用讀數儀顯示被測點(diǎn)的水平位移量。敏感元件是由接近零溫度系數的熔融石英玻璃制成，具有精度高，穩定性好，重復性高，漂移小，熱穩定性高等優(yōu)點(diǎn)。原來(lái)主要用于航天器上導航，近些年由于成本下降，用于測斜儀，按軍工生產(chǎn)標準生產(chǎn)，可靠性高。儀器原理框圖見(jiàn)（圖一）。
三、算法說(shuō)明
測量值是顯示傳感器（即該測點(diǎn)）與地垂線(xiàn)角度，而偏差值則為在傳感器調零之后角度變化量（一般調零在傳感器安裝完畢后進(jìn)行）。如下圖所示：虛線(xiàn)為地垂線(xiàn)，黑色實(shí)線(xiàn)為傳感器安裝完時(shí)候與地垂線(xiàn)成夾角a，一段時(shí)間后偏移后到紅線(xiàn)位置，與地垂線(xiàn)成夾角b；
H*sina（b-a），其中傳感器中單位為°%，小數點(diǎn)為1位，顯示的值需要除以100（即小數點(diǎn)位置前移2位）；例如：103.5°%=1.035°?？梢缘贸瞿掣唿c(diǎn)水平位移值算法：L=安裝高度*sin（偏差值/100）
四、測斜儀技術(shù)參數
精度（即靈敏度）：0.001°或0.17mm
測量維數：?jiǎn)屋S
測量?jì)A斜范圍：0~±15°
溫度范圍：-40℃~80℃
五、無(wú)線(xiàn)采集儀
傳感器因為其安裝位置相對都相對比較遠，每棟樓之間安裝位置也是有一段距離，所以采集箱都是無(wú)線(xiàn)傳輸信號，供電為AC220市電均可。每個(gè)采集箱的總線(xiàn)接口均可擴展，可再接傾斜傳感器或者風(fēng)速風(fēng)向傳感器。
| 產(chǎn)品性能 | 參數 | 備注 |
| 接入電源 | AC220 | 市電 |
| 接入傳感器硬件協(xié)議 | Can RS485 | 兼容所有北斗傳感器 |
| 自建局域無(wú)線(xiàn)方式 | 433網(wǎng)絡(luò ) | 10km視距內可建 |
| GPRS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò ) | 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng) | 每個(gè)箱子需要一張手機SIM卡，需要資費。只要有GRPS網(wǎng)絡(luò )就可實(shí)現通信 |
| 兼容性 | 可外接1024個(gè)傳感器 | 接口支持485總線(xiàn)，外接北斗傳感器 |
| 續航能力 | 2200Ah | 可持續工作一天 |
六、管理平臺
管理平臺由管理平臺系統和信息采集子系統組成。
管理平臺系統可運行于云服務(wù)器上，信息采集子系統可以運行在遠程監測點(diǎn)的管理服務(wù)器上，采集傳感器數據并且上傳到管理平臺數據庫，也可以直接運行在管理平臺服務(wù)器上，對遠程傳感器進(jìn)行直接數據采集。
管理平臺的功能：
能采集任一數據庫的數據并存儲，能體現和改進(jìn)數據庫所屬采集軟件的功能。與管理平臺配套開(kāi)發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)關(guān)能采集任一傳感器的數據并存儲，包括電流、電壓、頻率信號輸出的傳感器和采集終端。管理平臺運行于云服務(wù)器上，遠程客戶(hù)端可以通過(guò)工作站IE或者手機IE，輸入服務(wù)器域名或IP地址登陸系統和功能操作。平臺能按要求圖形顯示單個(gè)傳感器變化曲線(xiàn)、多個(gè)同類(lèi)傳感器斷面變化曲線(xiàn)，圖形顯示路線(xiàn)圖。有二維安裝布置圖，體現傳感器安裝信息。
能進(jìn)行復雜的函數計算。能滿(mǎn)足不同項目的功能要求，有擴展功能。有對終端傳感器的遠程控制功能和通訊功能。能顯示和瀏覽任一視頻。有GIS圖形顯示。主界面和分界面要美觀(guān)、人性化、操作簡(jiǎn)便。有數據查詢(xún)、報警、打印等功能。自主研發(fā)高分子液體：不易揮發(fā)、無(wú)氣泡、溫度膨脹系數小、摩阻力小。
