一种用于监控矿洞变形的无线检测装置以及其构成的系统的制作方法

本发明涉及一种数据监测技术，涉及一种用于监控矿洞变形的无线检测装置以及其构成的系统。

背景技术：

隧道施工塌方属于隧道中施工中常见的灾害事故，主要由于应力释放导致隧道围岩以及掌子面的崩落，其中该应力通常具有突发性和不可控性。隧道塌方的危害性极大，会严重破坏施工环境结构以及损坏容纳设备，造成巨大的经济损失，甚至危及施工人员的人身安全。当施工人员处在即将塌方位置下方或里侧时最为危险，当塌方出现时，会对位于塌方下方的人员造成砸伤以及掩埋，位于塌方里侧人员则会遇到出口被完全堵死的情况。如何减少以及避免人员伤亡，减少安全事故规模以及发生概率已经成为隧道工程行业普遍关注的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种针对矿洞变形情况实时检测的装置，能够实时对矿洞周壁情况进行监控，判断塌方的即将可能出现的方位，对周围人员进行预警的用于监控矿洞变形的无线检测装置以及其构成的系统。

发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于监控矿洞变形的无线检测装置，其特征在于：包括传感器本体和用于将传感器本体固定在洞壁上的固定部；所述传感器本体包括外壳以及设置在外壳内部的内置件，所述固定部与外壳上部固定连接；所述内置件包括数据生成装置、处理器模块以及数据发送模块，所述数据生成装置包括激发板，所述激发板上安装有激发针，所述激发板两侧设置有承受板，所述承受板内侧安装有压力传感器，所述压力传感器位置与所述激发针上的撞针相对应，所述数据发送模块分别与处理器模块以及数据生成装置中的压力传感器信号连接，所述激发针底部设有挂环。

发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种采用用于监控矿洞变形的无线检测装置构成的系统，包括传感器本体若干以及连接绳，所述连接绳通过穿过每个传感器本体的挂环从而实现将传感器本体若干形成网络拓扑架构。

作为优选，还包括有保护套管，所述传感器本体与连接绳均位于所述保护套管内。

作为优选，还包括监测模块和终端，所述监测模块包括数据接收模块、数据处理模块和报警模块，所述数据发送模块与所述数据接收模块通过网络连接，所述数据处理模块分别与数据接收模块和报警模块相连接，所述报警模块还与所述终端连接。

作为优选，所述报警模块还与所述终端连接是指通过无线网连接。

作为优选，所述网络拓扑架构可以为总线拓扑、星型拓扑或树形拓扑。

发明的有益效果是：当人员选定了矿洞内部的某一点作为检测地点时，可以将传感器本体1通过固定部2固定在上述检测地点处的洞壁岩面上。传感器本体1的外壳3用于容纳以及保护位于其中的内置部件。内置部件的数据生成模式主要是数据的即时生成，设置的激发板8可以在外力下进行弯曲，当激发板8弯曲时激发针9一并移动，而后激发针9触碰挤压到承受板10上的压力传感器11上，从而生成数据。由数据生成装置生成的数据传送到数据发送模块处发送，处理器模块主要用于调节数据发送模块的发送工作频率。

其中采用用于监控矿洞变形的无线检测装置构成的系统，包括若干无线传感器节点以及连接绳，所述连接绳通过挂接在所述挂环上而固定在所述激发板上；所述各无线传感器节点通过连接绳形成串联、并联或串并联结构；所述连接绳呈绷紧状态。当矿洞洞壁变形时，首先改变位于该处的无线传感器节点的位置，由于各无线传感器节点之间的相互作用，连接绳对彼此牵动，会引起每个激发板进行弯曲，从而导致压力传感器生成压力数据。由此构建对矿洞变形进行检测的有效网络数字架构。在进一步优化的方案中，为了对采用用于监控矿洞变形的无线检测装置构成的系统的有效保护，防止由于意外人员以及设备撞击、矿洞疾风导致无线传感器节点出现误差，所述采用用于监控矿洞变形的无线检测装置构成的系统还包括有保护套管，所述无线传感器节点与所述连接绳均位于所述保护套管内进行连接设置。为了减少保护套管对无线传感器节点位移改变的灵敏度干扰。

其中用于监控矿洞变形的无线检测装置构成的系统还包括监测模块和终端，所述监测模块包括数据接收模块、数据处理模块和报警模块，所述数据发送模块与所述数据接收模块通过网络连接，所述数据处理模块分别与数据接收模块和报警模块相连接，所述报警模块还与所述终端连接；终端可以是由工作人员随身携带的警报机器，亦可以是带有声音报警的安放在工作环境周围的电子设备端，还可以是固定在对应无线传感器基本单元上的警示灯等等。数据接收模块用于接收由无线传感器节点的数据发送模块发送的数据，而后该数据将传送到数据处理模块处加以处理。当数据处理模块接收到该数据后，会对该数据进行分析，判断无线传感器节点位移变换是否正常，当判断位移变换属于自然震动时，对该数据进行储存，当判断位移变换属于疑似矿洞洞壁结构改变时，在对该数据进行储存的同时向报警模块发出报警指令，此时报警模块对终端发出警报要求，要求终端进行警报。

采用本发明的用于监控矿洞变形的无线检测装置以及其构成的系统能够实时对矿洞周壁情况进行监控，判断塌方的即将可能出现的方位，对周围人员进行预警。

附图说明

图1为本发明的无线传感器节点的结构示意图。

图2为本发明的串并联结构的无线传感器网络的示意图。

图3为本发明的基于无线传感器网络监控矿洞变形的检测装置的结构示意图。

其中：1、传感器本体，2、固定部，3、外壳，6、处理器模块，7、数据发送模块，8、激发板，9、激发针，10、承受板，11、压力传感器，12、挂环，13、连接绳，14、数据接收模块，15、数据处理模块，16、报警模块，17、终端。

具体实施方式

现在结合附图对发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明发明的基本结构，因此其仅显示与发明有关的构成。

如图1所示，一种用于监控矿洞变形的无线检测装置，包括传感器本体1和用于将传感器本体1固定在洞壁上的固定部2；所述传感器本体1包括外壳3以及设置在外壳3内部的内置件，所述固定部2与外壳3上部固定连接；所述内置件包括数据生成装置、处理器模块6以及数据发送模块7，所述数据生成装置包括激发板8，所述激发板8上安装有激发针9，所述激发板8两侧设置有承受板10，所述承受板10内侧安装有压力传感器11，所述压力传感器11位置与所述激发针9上的撞针相对应，所述数据发送模块7分别与处理器模块6以及数据生成装置中的压力传感器11信号连接，所述激发针9底部设有挂环12。

如图2和3所示，一种采用用于监控矿洞变形的无线检测装置构成的系统，包括传感器本体1若干以及连接绳13，所述连接绳13通过穿过每个传感器本体1的挂环12从而实现将传感器本体1若干形成网络拓扑架构；还包括有保护套管，所述传感器本体1与连接绳13均位于所述保护套管内；还包括监测模块和终端17，所述监测模块包括数据接收模块14、数据处理模块15和报警模块16，所述数据发送模块7与所述数据接收模块14通过网络连接，所述数据处理模块15分别与数据接收模块14和报警模块16相连接，所述报警模块16还与所述终端17连接；所述报警模块16还与所述终端17连接是指通过无线网连接，所述各传感器本体1还可以通过连接绳13形成串联、并联或串并联结构，且连接绳13一般呈绷紧状态。其中整个采用用于监控矿洞变形的无线检测装置构成的系统还增设有保护套管，每个传感器本体1也可以认为是一个无线传感器节点，该节点与连接绳13均位于保护套管内进行连接设置，且保护套管为软管。

当人员选定了矿洞内部的某一点作为检测地点时，可以将传感器本体1通过固定部2固定在上述检测地点处的洞壁岩面上。传感器本体1的外壳3用于容纳以及保护位于其中的内置部件。内置部件的数据生成模式主要是数据的即时生成，设置的激发板8可以在外力下进行弯曲，当激发板8弯曲时激发针9一并移动，而后激发针9触碰挤压到承受板10上的压力传感器11上，从而生成数据。由数据生成装置生成的数据传送到数据发送模块处发送，处理器模块主要用于调节数据发送模块的发送工作频率。

其中采用用于监控矿洞变形的无线检测装置构成的系统，包括若干无线传感器节点以及连接绳，所述连接绳通过挂接在所述挂环上而固定在所述激发板上；所述各无线传感器节点通过连接绳形成串联、并联或串并联结构；所述连接绳呈绷紧状态。当矿洞洞壁变形时，首先改变位于该处的无线传感器节点的位置，由于各无线传感器节点之间的相互作用，连接绳对彼此牵动，会引起每个激发板进行弯曲，从而导致压力传感器生成压力数据。由此构建对矿洞变形进行检测的有效网络数字架构。在进一步优化的方案中，为了对采用用于监控矿洞变形的无线检测装置构成的系统的有效保护，防止由于意外人员以及设备撞击、矿洞疾风导致无线传感器节点出现误差，所述采用用于监控矿洞变形的无线检测装置构成的系统还包括有保护套管，所述无线传感器节点与所述连接绳均位于所述保护套管内进行连接设置。为了减少保护套管对无线传感器节点位移改变的灵敏度干扰。

其中用于监控矿洞变形的无线检测装置构成的系统还包括监测模块和终端，所述监测模块包括数据接收模块、数据处理模块和报警模块，所述数据发送模块与所述数据接收模块通过网络连接，所述数据处理模块分别与数据接收模块和报警模块相连接，所述报警模块还与所述终端连接；终端可以是由工作人员随身携带的警报机器，亦可以是带有声音报警的安放在工作环境周围的电子设备端，还可以是固定在对应无线传感器基本单元上的警示灯等等。数据接收模块用于接收由无线传感器节点的数据发送模块发送的数据，而后该数据将传送到数据处理模块处加以处理。当数据处理模块接收到该数据后，会对该数据进行分析，判断无线传感器节点位移变换是否正常，当判断位移变换属于自然震动时，对该数据进行储存，当判断位移变换属于疑似矿洞洞壁结构改变时，在对该数据进行储存的同时向报警模块发出报警指令，此时报警模块对终端发出警报要求，要求终端进行警报。

采用本发明的用于监控矿洞变形的无线检测装置以及其构成的系统能够实时对矿洞周壁情况进行监控，判断塌方的即将可能出现的方位，对周围人员进行预警。

以上述依据发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。