專利名稱：一種基于傳感器的高壩變形快速定位系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高壩變形定位系統，具體涉及一種基于傳感器的高壩變形三維快速定位系統。
背景技術：
高壩變形的定位是安全管理的重要手段，目前采用比較多的是點位移法、GPS定位裝置、紅外線等無線定位裝置。點位移法采用多點位移計，單點測量，測量范圍有限，且實時反饋的效果不顯著；GPS定位裝置也是單點測量，精度有限且成本高；現在發展較迅速的無線定位系統多基于紅外線、超寬帶或W1-Fi，這些技術在高壩變形定位方面的應用還有待進一步的研究。超聲波檢測法是變形檢測的傳統方法，且現在的應用范圍越來越廣，超聲測試技術的趨向由定性的判斷缺陷的有無而發展為對缺陷的位置、大小、形狀、性質進行定量判斷，并且利用各種成像技術直接顯示缺陷的二維、三維圖像。無線傳感器網絡的發展也使得簡單化、低功耗、控制強的無線傳感器的實現成為可能。高壩的性能維護是施工完成后的重要工作，如果能對壩體內部變形實現實時監控，提早做好預防工作，將更好的實現壩體性能維護，減少意外的發生從而減少生命和財產損失。

實用新型內容實用新型目的:本實用新型的目的在于針對現有技術的不足，提供一種實時檢測、減少意外發生和生命財產損失的基于傳感器的高壩變形快速定位系統。技術方案:本實用新型所述的一種基于傳感器的高壩變形快速定位系統，包括無線傳感器網絡、控制裝置、中央控制器，所述無線傳感器網絡包括至少一組無線傳感器，一組無線傳感器包括信號發射傳感器和信號接收傳感器，分別固定于所述高壩內部的鋼筋上，所述信號發射傳感器和信號接收傳感器通過電纜與設置于所述高壩上方的控制裝置連接；所述控制裝置與所述中央控制器連接，接收所述中央處理器發送的控制信號，將控制信號傳送至所述信號接收傳感器，同時，接收所述信號發射傳感器發射的超聲波信號，將超聲波信號傳遞至所述中央處理器。所述一組無線傳感器的信號發射傳感器和信號接收傳感器處于同一直線上。3組無線傳感器形成一個無線傳感器單元，所述一個無線傳感器單元的3組無線傳感器分別設置于不在同一平面上且相互垂直的三條鋼筋上。所述信號發射傳感器和信號接收傳感器為超聲波探頭。所述控制裝置與所述中央控制器之間通過有線網絡和/或無線網絡連接。所述系統還包括顯示器，所述顯示器與所述中央處理器連接，將中央處理器處理的超聲波信號進行顯示。所述控制裝置包括電源，所述電源為蓄電池或太陽能電源。[0013]所述系統還包括無線發射器、信號接收器和數字處理服務器，所述無線發射器與所述中央處理器連接，將所述中央處理器內的超聲波信號的波形數據傳送至所述信號接收器，所述信號接收器接收所述波形數據并將所述波形數據傳送至所述數字處理服務器，所述數字處理服務器對接收的波形數據進行處理，確定超聲波信號的畸變程度和位置。所述無線發射器與所述信號接收器之間通過GSM、CDMA或3G網絡連通。有益效果:本實用新型所述的一種基于傳感器的高壩變形快速定位系統，采用了無線傳感器和外部控制系統實現了檢測的連續性，檢測范圍為每對傳感器之間的寬度，t匕一般單點測量的范圍大；控制系統周期性地發射和采集信號實現信號讀取和儲存，最后輸入數據計算服務器，實現檢測的及時性和準確性；另外，傳感器的一致性使得同一控制設備可用于不同位置的檢測，成本較低。

圖1為本實用新型所述的基于傳感器的高壩變形快速定位系統的結構示意圖。
具體實施方式
下面對本實用新型技術方案進行詳細說明，但是本實用新型的保護范圍不局限于所述實施例。實施例:本實用新型一種基于傳感器的高壩變形三維快速定位系統，其結構示意圖如圖1所示，包括無線傳感器網絡、控制裝置2、中央控制器4，無線發射器6、信號接收器7和數字處理服務器8。無線傳感器網絡形成一個檢測網絡，包括至少一個無線傳感器單元，每個無線傳感器單元包括3組無線傳感器3，每組無線傳感器3包括一個信號發射器和一個信號接收器。所述信號發射傳感器和信號接收傳感器為超聲波探頭，分別固定于高壩內部的鋼筋上，每個無線傳感器單元的3組無線傳感器3設置于不在同一平面上且相互垂直的三條鋼筋上，為使接收到的信號最強，即最能反映壩體內部的情況，布置時使信號發射器和信號接收器處于同一直線上。控制裝置2與中央處理器4組成局域網監控系統。控制裝置2設置于高壩上，通過電纜與無線傳感器3連接，控制裝置2與中央控制器4通過有線網絡或者無線網絡連接，本實施例中，控制裝置2與中央控制器4通過無線網絡連接。中央處理器4發送指令信號到控制裝置2，控制裝置2控制無線傳感器3進行信號采集，無線傳感器3發送超聲波信號至控制裝置2，控制裝置2將超聲波信號傳送至中央處理器4，中央處理器4通過與其連接的顯示器，將超聲波信號的數據和圖像進行顯示。控制裝置2包括開關和電源，開關打開時，控制裝置2進行工作，開關閉合時，控制裝置2關閉。電源為大容量的蓄電池或太陽能電源，為控制裝置2提供穩定的電源。無線發射器6與中央處理器4連接，將中央處理器4內的超聲波信號的波形數據傳送至所述信號接收器7，信號接收器7接收波形數據并將所述波形數據傳送至數字處理服務器8，數字處理服務器8對接收的波形數據進行處理，確定超聲波信號的畸變程度和位置。無線發射器與信號接收器之間通過GSM、CDMA或3G網絡連通。本實用新型提供的一種基于傳感器的高壩變形三維快速定位系統工作時，中央處理器4發送指令信號到控制裝置2，控制裝置2控制無線傳感器3進行信號采集，無線傳感器3發送超聲波信號至控制裝置2，控制裝置2將超聲波信號傳送至中央處理器4，中央處理器4通過與其連接的顯示器，將超聲波信號的數據和圖像進行顯示。中央處理器4中的信息可以直接通過筆記本電腦5周期性地從中央控制器4中瀏覽和下載，也可以傳送至無線發射器6，并經過信號接收器7傳送至數字處理服務器8，數字處理服務器8對接收的波形數據進行處理，確定超聲波信號的畸變程度和位置，由于無線傳感器網絡使傳感器的位置成為已知，從而實現對壩體內部是否發生變形或變形多少的檢測，達到變形定位的目的，并且傳感器的空間布置形式實現三維的變形定位。如上所述，盡管參照特定的優選實施例已經表示和表述了本實用新型，但其不得解釋為對本實用新型自身的限制。在不脫離所附權利要求定義的本實用新型的精神和范圍前提下，可對其在形式上和細節上作出各種變化。
權利要求1.一種基于傳感器的高壩變形快速定位系統，其特征在于，包括無線傳感器網絡、控制裝置(2)、中央控制器(4)，所述無線傳感器網絡包括至少一組無線傳感器(3)，一組無線傳感器(3 )包括信號發射傳感器和信號接收傳感器，分別固定于所述高壩內部的鋼筋上，所述信號發射傳感器和信號接收傳感器通過電纜與設置于所述高壩上方的控制裝置(2)連接；所述控制裝置(2)與所述中央控制器(4)連接，接收所述中央處理器(4)發送的控制信號，將控制信號傳送至所述信號接收傳感器，同時，接收所述信號發射傳感器發射的超聲波信號，將超聲波信號傳遞至所述中央處理器(4 )。
2.根據權利要求1所述的一種基于傳感器的高壩變形快速定位系統，其特征在于，所述一組無線傳感器(3)的信號發射傳感器和信號接收傳感器處于同一直線上。
3.根據權利要求1所述的一種基于傳感器的高壩變形快速定位系統，其特征在于，3組無線傳感器(3)形成一個無線傳感器單元，所述一個無線傳感器單元的3組無線傳感器(3)分別設置于不在同一平面上且相互垂直的三條鋼筋上。
4.根據權利要求1所述的一種基于傳感器的高壩變形快速定位系統，其特征在于，所述信號發射傳感器和信號接收傳感器為超聲波探頭。
5.根據權利要求1所述的一種基于傳感器的高壩變形快速定位系統，其特征在于，所述控制裝置(2)與所述中央控制器(4)之間通過有線網絡和/或無線網絡連接。
6.根據權利要求1所述的一種基于傳感器的高壩變形快速定位系統，其特征在于，所述系統還包括顯示器，所述顯示器與所述中央處理器(4)連接。
7.根據權利要求1所述的一種基于傳感器的高壩變形快速定位系統，其特征在于，所述控制裝置(2 )包括電源，所述電源為蓄電池或太陽能電源。
8.根據權利要求1所述的一種基于傳感器的高壩變形快速定位系統，其特征在于，所述系統還包括無線發射器(6 )、信號接收器(7 )和數字處理服務器(8 )，所述無線發射器(6 )與所述中央處理器(4)連接，將所述中央處理器(4)內的超聲波信號的波形數據傳送至所述信號接收器(7)，所述信號接收器(7)接收所述波形數據并將所述波形數據傳送至所述數字處理服務器(8)，所述數字處理服務器(8)對接收的波形數據進行處理，確定超聲波信號的畸變程度和位置。
9.根據權利要求8所述的一種基于傳感器的高壩變形快速定位系統，其特征在于，所述無線發射器(6)與所述信號接收器(7)之間通過GSM、CDMA或3G網絡連通。
專利摘要本實用新型公開了一種基于傳感器的高壩變形快速定位系統，包括無線傳感器網絡、控制裝置、中央控制器，所述無線傳感器網絡包括至少一組無線傳感器，一組無線傳感器包括信號發射傳感器和信號接收傳感器，分別固定于所述高壩內部的鋼筋上，所述信號發射傳感器和信號接收傳感器通過電纜與設置于所述高壩上方的控制裝置連接；所述控制裝置與所述中央控制器連接，接收所述中央處理器發送的控制信號，將控制信號傳送至所述信號接收傳感器，同時，接收所述信號發射傳感器發射的超聲波信號，將超聲波信號傳遞至所述中央處理器。本實用新型采用了無線傳感器和外部控制系統實現了檢測的連續性，比一般單點測量的范圍大，實現檢測的及時性和準確性，并且成本較低。
文檔編號G01B17/04GK203069158SQ201220746260
公開日2013年7月17日 申請日期2012年12月31日 優先權日2012年12月31日
發明者戴會超, 梁璐, 張鳳春, 戴凌全 申請人:河海大學, 南京河海科技有限公司