[发明专利]基于激光测距原理的地铁隧道变形实时监测与预警系统

权利要求书

1.基于激光测距原理的地铁隧道变形实时监测与预警系统，包括数据采集系统和数据显示与处理系统；所述数据采集系统包括若干设置在隧道围岩和轨道路基的数据采集模块，所述数据采集模块包括位于地铁隧道横截面顶端的激光发射器装置，位于隧道围岩的双棱镜装置、激光接受器装置、反射镜装置，位于轨道路基和围岩的反光靶装置，供电装置，单片机。所述数据显示与处理系统包括上位机；所述上位机通过6LoWPAN网络与所述单片机互联，所述6LoWPAN网络包括由上位机控制的6LoWPAN单元及与单片机相连的6LoWPAN节点单元；所述激光发射器和激光接收器均连接供电装置，激光接收器装置内设有激光测距传感器，所述单片机分别连接激光测距传感器、驱动装置及供电装置。

2.如权利要求1所述的基于激光测距原理的地铁隧道变形实时监测与预警系统，其特征在于：所述6LoWPAN单元与所述上位机的usb接口相连；

3.如权利要求1所述的基于激光测距原理的地铁隧道变形实时监测与预警系统，其特征在于：所述数据采集模块三个构成一单元采集模块组，三个采集模块组中第一个采集模块的反光靶装置、反射镜装置同双棱镜水平放置，第二、三分别位于双棱镜水平线的上下侧。安装时，微调隧道围岩与地面上的激光反射靶、反射镜时，至激光接收器接收到的光强达到最大时固定反射靶、反射镜的角度和位置，并以此为初始值。

4.如权利要求1所述的基于激光测距原理的地铁隧道变形实时监测与预警系统，其特征在于：所述各隧道横截面顶端的激光测距装置设有2个，所述激光测距装置对称安装在隧道顶端。

5.如权利要求1基于激光测距原理的地铁隧道变形实时监测与预警系统，其特征在于：所述各数据采集模块沿隧道进深方向不间断设置；

6.如权利要求1所述的基于激光测距原理的地铁隧道变形实时监测与预警系统，其特征在于：所述各隧道横截面顶端的激光测距发射器装置设有1个，所述双棱镜装置与所述安装在轨道路基上的激光接收器装置在同一水平线上，所述的双棱镜装置到围岩上的激光接收器或轨道路基上激光接收器的光程相等；

7.如权利要求1所述的基于激光测距原理的地铁隧道变形实时监测与预警系统，其特征在于：所述由上位机控制的6LoWPAN单元设置为网关模式，所述6LoWPAN网关与6LoWPAN节点参数一致；

8.如权利要求1所述的基于激光测距原理的地铁隧道变形实时监测与预警系统，其特征在于：所述供电装置为移动电源。

9.基于激光测距原理的地铁隧道变形实时监测与预警系统，其特征在于包括以下步骤：

1)上位机控制的6LoWPAN单元设置为网关模式，6LoWPAN网关与6LoWPAN节点参数一致；

2)单片机接收激光测距传感器的测量数据，通过6LoWPAN无线传输系统将测量数据传输至上位机，上位机对测量数据进行显示，并利用本发明所提供的数据分析方法来处理所测得的数据，并与初始数据得到的连续函数作为模板来对比分析，有明显的不符合原有数据的区域或点则会被显示。当此变形幅度超过上位机所设定的允许范围即会向控制中心报警。此外，数据也会得到保存，同时具备报警和历史数据查看等功能；

3)在完成一次测量任务后，激光测距装置进入休眠状态以节省功耗，直至上位机再次发送指令，开始进行下一次测量任务，可实现对隧道的24小时不间断监测。