房屋傾斜監(jiān)測安全監(jiān)測系統(tǒng)
一、用途和性能
房屋傾斜監(jiān)測系統(tǒng)由房屋傾斜儀、無線采集儀、及管理平臺組成。BD-GCX00型測斜儀實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(jù)現(xiàn)場監(jiān)測設計方案布置，根據(jù)布置點位配置相應算法，可以直接得出水平位移量以及方向。測量某固定點與地垂線的傾斜角度，可以測量一個軸的正負方向，從而通過計算可以得出該點的傾斜方向與傾斜角度，并根據(jù)所在高度可以計算出該點水平位移。
二、工作原理
主要采用進口石英撓性伺服加速度計為敏感元件，它是一個力平衡式的伺服系統(tǒng)，當傳感器相對于地球重心方向產(chǎn)生傾角θ時，由于重力作用，傳感器中敏感元件相對于鉛錘方向擺動一個角度，通過高靈敏的石英換能器將此角度轉(zhuǎn)換成信號，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析處理，可以直接用讀數(shù)儀顯示被測點的水平位移量。敏感元件是由接近零溫度系數(shù)的熔融石英玻璃制成，具有精度高，穩(wěn)定性好，重復性高，漂移小，熱穩(wěn)定性高等優(yōu)點。原來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（圖一）。
該儀器設計在原有基礎上作了較大改進，密封性能更好，維修攜帶更方便。并且內(nèi)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(shù)據(jù)。
三、算法說明
測量值是顯示傳感器（即該測點）與地垂線角度，而偏差值則為在傳感器調(diào)零之后角度變化量（一般調(diào)零在傳感器安裝完畢后進行）。如下圖所示：虛線為地垂線，黑色實線為傳感器安裝完時候與地垂線成夾角a，一段時間后偏移后到紅線位置，與地垂線成夾角b；
所以紅線端點的水平位移可以簡化為H*sina（b-a）
例如，在安裝完畢之后調(diào)零，顯示應該為：測量值為a；偏差值為0。一段時間之后房屋傾斜到紅線位置，顯示應該為：測量值為b；偏差值為：b-a；所以紅線端點的水平位移可以簡化為
H*sina（b-a），其中傳感器中單位為°%，小數(shù)點為1位，顯示的值需要除以100（即小數(shù)點位置前移2位）；例如：103.5°%=1.035°。可以得出某高點水平位移值算法：L=安裝高度*sin（偏差值/100）
四、測斜儀技術參數(shù)
精度（即靈敏度）：0.001°或0.17mm
測量維數(shù)：單軸
測量傾斜范圍：0~±15°
溫度范圍：-40℃~80℃
五、無線采集儀
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，所以采集箱都是無線傳輸信號，供電為AC220市電均可。每個采集箱的總線接口均可擴展，可再接傾斜傳感器或者風速風向傳感器。
采集儀與服務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(tǒng)和信息采集子系統(tǒng)組成。
管理平臺系統(tǒng)可運行于云服務器上，信息采集子系統(tǒng)可以運行在遠程監(jiān)測點的管理服務器上，采集傳感器數(shù)據(jù)并且上傳到管理平臺數(shù)據(jù)庫，也可以直接運行在管理平臺服務器上，對遠程傳感器進行直接數(shù)據(jù)采集。
管理平臺的功能：
能采集任一數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)并存儲，能體現(xiàn)和改進數(shù)據(jù)庫所屬采集軟件的功能。與管理平臺配套開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)關能采集任一傳感器的數(shù)據(jù)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器上，遠程客戶端可以通過工作站IE或者手機IE，輸入服務器域名或IP地址登陸系統(tǒng)和功能操作。平臺能按要求圖形顯示單個傳感器變化曲線、多個同類傳感器斷面變化曲線，圖形顯示路線圖。有二維安裝布置圖，體現(xiàn)傳感器安裝信息。
能進行復雜的函數(shù)計算。能滿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、人性化、操作簡便。有數(shù)據(jù)查詢、報警、打印等功能。自主研發(fā)高分子液體：不易揮發(fā)、無氣泡、溫度膨脹系數(shù)小、摩阻力小。
房屋傾斜監(jiān)測系統(tǒng)由房屋傾斜儀、無線采集儀、及管理平臺組成。BD-GCX00型測斜儀實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(jù)現(xiàn)場監(jiān)測設計方案布置，根據(jù)布置點位配置相應算法，可以直接得出水平位移量以及方向。測量某固定點與地垂線的傾斜角度，可以測量一個軸的正負方向，從而通過計算可以得出該點的傾斜方向與傾斜角度，并根據(jù)所在高度可以計算出該點水平位移。
二、工作原理
主要采用進口石英撓性伺服加速度計為敏感元件，它是一個力平衡式的伺服系統(tǒng)，當傳感器相對于地球重心方向產(chǎn)生傾角θ時，由于重力作用，傳感器中敏感元件相對于鉛錘方向擺動一個角度，通過高靈敏的石英換能器將此角度轉(zhuǎn)換成信號，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析處理，可以直接用讀數(shù)儀顯示被測點的水平位移量。敏感元件是由接近零溫度系數(shù)的熔融石英玻璃制成，具有精度高，穩(wěn)定性好，重復性高，漂移小，熱穩(wěn)定性高等優(yōu)點。原來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（圖一）。
三、算法說明
測量值是顯示傳感器（即該測點）與地垂線角度，而偏差值則為在傳感器調(diào)零之后角度變化量（一般調(diào)零在傳感器安裝完畢后進行）。如下圖所示：虛線為地垂線，黑色實線為傳感器安裝完時候與地垂線成夾角a，一段時間后偏移后到紅線位置，與地垂線成夾角b；
H*sina（b-a），其中傳感器中單位為°%，小數(shù)點為1位，顯示的值需要除以100（即小數(shù)點位置前移2位）；例如：103.5°%=1.035°。可以得出某高點水平位移值算法：L=安裝高度*sin（偏差值/100）
四、測斜儀技術參數(shù)
精度（即靈敏度）：0.001°或0.17mm
測量維數(shù)：單軸
測量傾斜范圍：0~±15°
溫度范圍：-40℃~80℃
五、無線采集儀
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，所以采集箱都是無線傳輸信號，供電為AC220市電均可。每個采集箱的總線接口均可擴展，可再接傾斜傳感器或者風速風向傳感器。
| 產(chǎn)品性能 | 參數(shù) | 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 |
| 自建局域無線方式 | 433網(wǎng)絡 | 10km視距內(nèi)可建 |
| GPRS無線網(wǎng)絡 | 移動互聯(lián)網(wǎng) | 每個箱子需要一張手機SIM卡，需要資費。只要有GRPS網(wǎng)絡就可實現(xiàn)通信 |
| 兼容性 | 可外接1024個傳感器 | 接口支持485總線，外接北斗傳感器 |
| 續(xù)航能力 | 2200Ah | 可持續(xù)工作一天 |
六、管理平臺
管理平臺由管理平臺系統(tǒng)和信息采集子系統(tǒng)組成。
管理平臺系統(tǒng)可運行于云服務器上，信息采集子系統(tǒng)可以運行在遠程監(jiān)測點的管理服務器上，采集傳感器數(shù)據(jù)并且上傳到管理平臺數(shù)據(jù)庫，也可以直接運行在管理平臺服務器上，對遠程傳感器進行直接數(shù)據(jù)采集。
管理平臺的功能：
能采集任一數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)并存儲，能體現(xiàn)和改進數(shù)據(jù)庫所屬采集軟件的功能。與管理平臺配套開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)關能采集任一傳感器的數(shù)據(jù)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器上，遠程客戶端可以通過工作站IE或者手機IE，輸入服務器域名或IP地址登陸系統(tǒng)和功能操作。平臺能按要求圖形顯示單個傳感器變化曲線、多個同類傳感器斷面變化曲線，圖形顯示路線圖。有二維安裝布置圖，體現(xiàn)傳感器安裝信息。
能進行復雜的函數(shù)計算。能滿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、人性化、操作簡便。有數(shù)據(jù)查詢、報警、打印等功能。自主研發(fā)高分子液體：不易揮發(fā)、無氣泡、溫度膨脹系數(shù)小、摩阻力小。
