古建筑墙体及构件倾斜变化监测的一体式终端装置

本发明涉及建筑结构监测，具体涉及古建筑墙体及构件倾斜变化监测的一体式终端装置。

背景技术：

1、建筑结构是建筑物的基础和骨架，支撑着建筑物的各种荷载和作用力。在建筑物的使用过程中，由于各种原因，建筑结构可能会受到不同程度的损伤，如开裂、变形、腐蚀等，这些损伤可能会影响建筑物的使用寿命、稳定性和安全性。因此，对建筑结构进行监测可以及早发现结构的异常情况，采取相应的维护和修复措施，确保建筑物的使用寿命、稳定性和安全性；

2、当前对于古建筑结构安全监测没有专业的设备，现在迫切希望对古建筑结构安全监测中用于结构数据采集、发送的传感器及数据采集仪通常使用桥梁、大坝、现代建筑结构安全在线监测中使用设备装置。

技术实现思路

1、为此，本发明提供古建筑墙体及构件倾斜变化监测的一体式终端装置，以解决现有技术中的上述问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、根据本发明的第一方面，古建筑墙体及构件倾斜变化监测的一体式终端装置，包括下壳体和数据采集传送中心，所述下壳体固定安装在墙体表面，所述下壳体顶部通过螺栓连接上壳体，所述下壳体的内部设置有mems传感器、供电模块、mcu控制单元和处理单元，具体的：

4、所述mems传感器采集墙体倾斜数据，所述mems传感器将采集的墙体倾斜数据发送至处理单元；

5、所述供电模块为mcu控制单元、处理单元和mems传感器进行供电；

6、所述处理单元接收mems传感器发送的墙体倾斜数据，所述处理单元对墙体倾斜数据进行去噪处理，所述处理单元对经过去噪处理的墙体倾斜数据进行积分处理并计算出倾斜角度值，所述处理单元将计算出的倾斜角度值发送至mcu控制单元；

7、所述mcu控制单元接收处理单元发送的倾斜角度值，所述mcu控制单元将倾斜角度值转换成通讯数据，所述mcu控制单元将通讯数据发送至数据采集传送中心。

8、进一步地，所述mems传感器与mcu控制单元电性双向连接，所述供电模块的输出端分别电性连接mcu控制单元、处理单元和mems传感器，mems传感器的输出端电性连接处理单元，处理单元的输出端电性连接mcu控制单元。

9、进一步地，所述处理单元包括去噪模块和积分处理模块，所述去噪模块和积分处理模块之间采用电性进行双向连接，所述去噪模块接收mems传感器发送的墙体倾斜数据，所述去噪模块对墙体倾斜数据进行去噪处理，所述去噪模块对将去噪处理后的墙体倾斜数据发送至积分处理模块。

10、进一步地，所述积分处理模块接收去噪模块发送的墙体倾斜数据，所述积分处理模块对去噪处理后的墙体倾斜数据进行积分处理并计算出墙体倾斜角度值，所述积分处理模块将计算出墙体倾斜角度值发送至mcu控制单元。

11、进一步地，所述mcu控制单元包括数据采集转换单元和lora无线通信模块，所述数据采集转换单元和lora无线通信模块之间采用电性双向连接。

12、进一步地，所述去噪模块的输出端分别电性连接数据采集转换单元和lora无线通信模块，所述积分处理模块的输出端分别电性连接数据采集转换单元和lora无线通信模块。

13、进一步地，所述数据采集转换单元接收积分处理模块发送的墙体倾斜角度值，所述数据采集转换单元将接收的墙体倾斜角度值转换成通讯数据并发送至lora无线通信模块。

14、进一步地，所述lora无线通信模块接收数据采集转换单元发送的通讯数据，所述lora无线通信模块将讯数据发送至数据采集传送中心。

15、进一步地，所述供电模块与mcu控制单元之间设置有电源转换管理模块，所述电源转换管理模块内包括复位电路，所述复位电路对mcu控制单元进行复位。

16、进一步地，所述mems传感器的一侧贯穿下壳体并延伸至下壳体的外部，所述下壳体的两侧均固定连接有连接块，连接块的顶部开设有圆孔，所述圆孔内拧入螺栓，所述螺栓将连接块及下壳体固定安装在建筑墙面上。

17、本发明具有如下优点：使用mems技术进行去噪、积分算法等处理，设计成倾斜监测装置应用于古建筑墙体及构件倾斜监测，倾斜装置使用lora无线组网技术，与同样集合lora无线模块的数据采集传送中心配合，在半径500m范围内形成lora无线组网，形成一中心多倾斜装置组网同时采集，本装置采用低功耗元件、内部程序进行低功耗运行设计，采用高能电池供电，实现设备装置2年续航。

技术特征：

1.古建筑墙体及构件倾斜变化监测的一体式终端装置，包括下壳体(1)和数据采集传送中心，所述下壳体(1)固定安装在墙体表面，所述下壳体(1)顶部通过螺栓连接上壳体(2)，其特征在于，所述下壳体(1)的内部设置有mems传感器(3)、供电模块(4)、mcu控制单元(5)和处理单元(8)，具体的：

2.根据权利要求1所述的古建筑墙体及构件倾斜变化监测的一体式终端装置，其特征在于，所述mems传感器(3)与mcu控制单元(5)电性双向连接，所述供电模块(4)的输出端分别电性连接mcu控制单元(5)、处理单元(8)和mems传感器(3)，mems传感器(3)的输出端电性连接处理单元(8)，处理单元(8)的输出端电性连接mcu控制单元(5)。

3.根据权利要求1所述的古建筑墙体及构件倾斜变化监测的一体式终端装置，其特征在于，所述处理单元(8)包括去噪模块(9)和积分处理模块(10)，所述去噪模块(9)和积分处理模块(10)之间采用电性进行双向连接，所述去噪模块(9)接收mems传感器(3)发送的墙体倾斜数据，所述去噪模块(9)对墙体倾斜数据进行去噪处理，所述去噪模块(9)对将去噪处理后的墙体倾斜数据发送至积分处理模块(10)。

4.根据权利要求3所述的古建筑墙体及构件倾斜变化监测的一体式终端装置，其特征在于，所述积分处理模块(10)接收去噪模块(9)发送的墙体倾斜数据，所述积分处理模块(10)对去噪处理后的墙体倾斜数据进行积分处理并计算出墙体倾斜角度值，所述积分处理模块(10)将计算出墙体倾斜角度值发送至mcu控制单元(5)。

5.根据权利要求4所述的古建筑墙体及构件倾斜变化监测的一体式终端装置，其特征在于，所述mcu控制单元(5)包括数据采集转换单元(6)和lora无线通信模块(7)，所述数据采集转换单元(6)和lora无线通信模块(7)之间采用电性双向连接。

6.根据权利要求5所述的古建筑墙体及构件倾斜变化监测的一体式终端装置，其特征在于，所述去噪模块(9)的输出端分别电性连接数据采集转换单元(6)和lora无线通信模块(7)，所述积分处理模块(10)的输出端分别电性连接数据采集转换单元(6)和lora无线通信模块(7)。

7.根据权利要求4所述的古建筑墙体及构件倾斜变化监测的一体式终端装置，其特征在于，所述数据采集转换单元(6)接收积分处理模块(10)发送的墙体倾斜角度值，所述数据采集转换单元(6)将接收的墙体倾斜角度值转换成通讯数据并发送至lora无线通信模块(7)。

8.根据权利要求7所述的古建筑墙体及构件倾斜变化监测的一体式终端装置，其特征在于，所述lora无线通信模块(7)接收数据采集转换单元(6)发送的通讯数据，所述lora无线通信模块(7)将讯数据发送至数据采集传送中心。

9.根据权利要求2所述的古建筑墙体及构件倾斜变化监测的一体式终端装置，其特征在于，所述供电模块(4)与mcu控制单元(5)之间设置有电源转换管理模块，所述电源转换管理模块内包括复位电路，所述复位电路能够对mcu控制单元(5)进行复位。

10.根据权利要求1所述的古建筑墙体及构件倾斜变化监测的一体式终端装置，其特征在于，所述mems传感器(3)的一侧贯穿下壳体(1)并延伸至下壳体(1)的外部，所述下壳体(1)的两侧均固定连接有连接块(11)，连接块(11)的顶部开设有圆孔(12)，所述圆孔(12)内能够拧入螺栓，所述螺栓能够将连接块(11)及下壳体(1)固定安装在建筑墙面上。

技术总结本发明公开了古建筑墙体及构件倾斜变化监测的一体式终端装置，包括下壳体和数据采集传送中心，所述下壳体固定安装在墙体表面，所述下壳体顶部通过螺栓连接上壳体，所述下壳体的内部设置有MEMS传感器、供电模块、MCU控制单元和处理单元，本发明属于建筑结构监测技术领域，本发明的目的在于解决现有技术中当前对于古建筑结构安全监测没有研制的设备问题。达到的技术效果为：使用MEMS技术进行去噪、积分算法等处理，设计成倾斜监测装置应用于古建筑墙体及构件倾斜监测，倾斜装置使用LoRa无线组网技术，与同样集合LoRa无线模块的数据采集传送中心配合，在半径500m范围内形成LoRa无线组网，形成一中心多倾斜装置组网同时采集。技术研发人员：朱宇华,刘改超,余小斌,段珅,齐莹,段修钢,郭影梅,沈弈,朱家熠受保护的技术使用者：北京建筑大学技术研发日：技术公布日：2024/11/14