[发明专利]一种基于物联网的寒区隧道冻害调控系统

说明书

本发明公开了一种基于物联网的寒区隧道冻害调控系统，包括信号比较模块、频率比较模块、检测与门模块和驱动发射模块，运用三极管Q3检测与门比较器U1输出信号，其中与门比较器U1输入端处设有模数转换模块，与门比较器U1输出端设有数模转换模块，当与门比较器U1输出高电平时，此时三极管Q3导通，继电器K1得电，直接断开物联网路由器信号传输通道，同时信号发射器E1发送信号至物联网寒区隧道冻害调控系统终端，物联网寒区隧道冻害调控系统终端及时预警，通知相关人员对相应的传感器进行检修。

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，特别是涉及一种基于物联网的寒区隧道冻害调控系统。

背景技术

随着我国交通建设的不断发展，在严寒地区建设隧道的工程案例越来越多。寒区隧道受寒冷气候影响，极易发生冻害，如隧道衬砌冻胀开裂、剥落等。冻害一旦发生，不仅会使隧道发生结构性的破坏，还会使衬砌挂冰并侵入建筑限界，严重危害行车安全，现有技术，一种寒区隧道冻害预警系统及其方法(申请号2018102288914)通过选取寒区隧道洞口可能发生衬砌结构冻害的断面进行隧道衬砌结构应力和应变的长期实时监测，及时掌握隧道衬砌结构的受力和变形状态，通过预警，及时消除隧道衬砌结构的不安全因素，为保证寒区隧道的运营安全提供技术保障，该预警系统可以很好预测寒区隧道冻害的发生；

然而，基于物联网的寒区隧道冻害调控系统包括寒区隧道冻害预警系统，在其应用过程中，物联网的加入提高了寒区隧道冻害预警系统的监控区域和效率，而实际应用中没有考虑到物联网传感器本身的信号传输在冻害中需要一定的条件，尤其是北方零下30-40度的时候，寒区隧道冻害预警系统运用4G路由器传输，即便换成5G路由器传输信号，在北方零下40-50度的时候也会加大信号衰减，甚至会使路由器卡顿，而此时正是寒区隧道冻害监控的关键时期，即便对传感器进行特制或频率调节，寒冬环境下信号传输也会出现衰减，因此需要实时专门对物联网寒区隧道冻害监测传感器和路由器传输接收过程中信号进行监测判断。

发明内容

针对上述情况，本发明能够对寒区隧道冻害调控系统中的物联网路由器接收的信号进行实时监测，并且根据监测状态可以直接触发物联网路由器频率调节模块和物联网路由器信号补偿模块工作，甚至可以直接断开物联网路由器信号传输通道。

其解决的技术方案是，包括信号比较模块、频率比较模块、检测与门模块和驱动发射模块，所述信号比较模块运用信号采样器对物联网路由器发送的数据信号采样，同时运用运放器AR1对数模转换后的采样模拟信号同相放大，并且运用运放器AR2和电容C1、电容C2组成的降噪电路去噪，最后运用运放器AR4比较数据参考信号和运放器AR2输出信号；

所述频率比较模块运用频率采样器对物联网路由器发送的数据信号频率采样，并且运用运放器AR5对数模转换后的频率采样模拟信号同相放大，然后运用运放器AR6比较频率参考信号和运放器AR5输出信号；

所述检测与门模块运用三极管Q1检测运放器AR4输出信号，若运放器AR4输出电压为高电平时，三极管Q1导通，触发信号补偿模块为该物联网路由器发送的数据信号做信号补偿，并且经可调电阻RW1输入与门比较器U1第一输入端口内，同时三极管Q2检测运放器AR6输出信号，若运放器AR4输出电压为高电平时，三极管Q2导通，直接触发物联网路由器频率调节模块调节数据发射频率，并且经可调电阻RW2输入与门比较器U1第二输入端口内；

所述驱动发射模块运用三极管Q3检测与门比较器U1输出信号，其中与门比较器U1输入端处设有模数转换模块，与门比较器U1输出端设有数模转换模块，当与门比较器U1输出高电平时，此时三极管Q3导通，继电器K1得电，直接断开物联网路由器信号传输通道，同时信号发射器E1发送信号至物联网寒区隧道冻害调控系统终端。

由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点；