[实用新型]用于监测古建筑梁变形情况的物联网系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及物联网系统，具体涉及适用于建筑物的物联网系统。

背景技术

文物古建筑保护的一个重要目的就是其所蕴含的优秀历史文化价值的传播和利用，具有文件传承和教育的作用。文物古建筑的历史文化价值保护不仅要了解保护对象的价值，更要明确保护对象的残损状况，因此获取残损现状信息，并予以实时监测、评价将是科学有效的开展保护研究和进行维护、修缮的基础和前提保障。此外文物古建筑维护的经费主要用于建筑的修缮和加固，由于缺乏预防性维护的投入，造成“出现大病后花大钱治”的现状，因此实时监测建筑的状态显得尤为必要。

当建筑中梁发生变形时，其安全性将不能满足要求，可能会导致屋面的瓦块发生滑动，甚至出现高空坠落现象，导致安全事故。因此，在文物古建筑中，对古建筑梁的变形进行实时监测，可及时发现和解决存在的问题和安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种用于监测古建筑梁变形情况的物联网系统，以解决上述问题。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

用于监测古建筑梁变形情况的物联网系统，包括一物联网系统，所述物联网系统包括一用于信息采集的感知层、一用于信息传输的的网络层、一用于信息处理和决策的应用层，所述感知层通过所述网络层连接所述应用层，其特征在于，所述感知层还包括一激光对射系统，所述激光对射系统包括一激光发射器、一激光接收器，所述激光发射器、所述激光接收器分别位于古建筑梁的两端部；

所述激光发射器朝向所述激光接收器。在梁未发生变形时，所述激光发射器发出的激光正好照射到激光接收器的光敏元件感光面上。一旦古建筑的梁发生变形，激光发射器发出的光会偏离所述激光接收器的光敏元件的感光面或者直接被阻断或照射不到感光面，激光对射系统根据感光面的激光移动情况以及激光有无情况，确定古建筑梁的变形情况。

所述信号处理模块还可以连接至少一个应变式传感器。应变式传感器是基于测量物体受力变形所产生的应变的一种传感器。信号处理模块可以根据应变式传感器所采集到的数据作为判断古建筑变形情况的参数。所述应变式传感器可以是丝式电阻应变片或箔式电阻应变片。

所述应变式传感器位于古建筑的结构件交叉处，所述结构件交叉处是指梁、柱、檩条中任意两个的连接处。为了在减少对古建筑的破坏的前提下，全方位检测各测量点处的信息，作为一种优选方案，每个用于测量的结构件交叉处均设有两个应变式传感器，一个测量方向为水平方向，一个测量方向为竖直方向。

所述应变式传感器包括敏感栅、基底、引线、盖片，敏感栅由直径为0.01-0.05mm、高电阻系数的细丝弯曲而成。所述应变式传感器的外壳固定在梁、柱、檩条中的任意一个上，所述敏感栅抵住或插入梁、柱、檩条中的另一个。该种安装方式，便于安装和拆卸，而且对古建筑的整体形貌破坏较小。

为了提高激光对射系统的监测准确度，所述激光发射器的激光射出窗口、所述激光接收器的光敏元件感光面距离所述梁表面的距离最好小于0.5厘米。

作为一种优选方案，所述激光发射器与所述激光接收器固定在古建筑梁同一轴线上。当激光光束的中心距离所述光敏元件感光面的中心不超过0.2毫米时，物联网系统认为梁未发生变形；当激光光束的中心距离所述光敏元件感光面的中心为0.2毫米到0.4毫米时，物联网系统认为梁发生微小变形；当激光光束的中心距离所述光敏元件感光面的中心超过0.4毫米后，物联网系统认为梁向安装有激光发射器的一侧发生弯曲变形，需要维护；当光敏元件的感光面接收不到激光时，物联网系统认为梁存在向远离安装激光发射器的一侧发生弯曲变形，需要维护。

激光照射到所述光敏元件感光面时，会在光敏元件感光面上形成一激光照射面，所述激光光束的中心可以是所述激光照射面的几何中心。也可以根据激光照射面的形状，根据激光照射面的弧度，计算激光照射面的球新，已激光照射面的球心作为激光光束的中心。还可以调整激光发射器发射出的激光光束的粗细，使激光发射器发射出的激光较细，以较小的激光在光敏元件感光面上形成的激光照射面作为激光光束的中心。

所述激光接收器的光敏元件的前方最好设有一感光罩，所述感光罩是一使照射到感光罩的激光反射或折射到所述光敏元件的感光面的罩体，所述罩体的面积大于所述光敏元件的感光面的面积。

作为一种优选方案，所述激光对射系统还包括一信号处理模块，所述信号处理模块连接一信号存储模块，所述信号处理模块还连接一射频信号处理模块；

所述激光对射系统还包括一与所述射频信号处理模块配套的读写器；