[发明专利]物联网技术与3D集成的高塔综合监控系统

说明书

本发明涉及高塔类建筑包括风能超高塔、冷却塔以及古塔等，其健康状况受到自然灾害、本身建筑结构设计及维护保养的影响，对其倾斜角度、消防管理的关注与日俱增。本发明采用支持多平台的综合型游戏开发工具Unity 3D搭建高塔建筑及其周围环境模型，通过将物联网技术和3D虚拟技术融合，实现高塔综合监控。该系统包含智能监测模块、数据综合网关模块、数据综合处理消息系统模块、三维引擎模块、报警模块和应用终端模块六大部分。基于发布‑注册消息机制的数据传输能够保证手持设备或PC的3D虚拟平台数据实时同步更新，有效提升高塔建筑健康与消防问题预警与报警效率，减小建筑安全问题带来的损失。

技术领域

本发明涉及高塔综合监控，特别是涉及物联网技术与3D集成的高塔综合监控系统。

背景技术

虚拟现实技术是近年来发展火热的高新技术手段之一，Unity3D是由UnityTechnologies开发的一个让玩家轻松创建诸如三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画等类型互动内容的多平台的综合型游戏开发工具，可以利用计算机模拟产生一个三维空间的虚拟世界，为用户提供关于视觉、听觉等感官的模拟，可以实时反应目标建筑在三维空间的状态。

高精度双轴倾角MEMS传感器芯片提供了水平测量仪表级别的性能，可有效的测量相对于水平面的倾斜和俯仰角度，其可被应用于建筑结构变形检测中。它具有弱的温度依赖性、高分辨率、低噪声和健全的传感元件。本发明采用双轴倾角传感器来实现对建筑结构变形倾斜角度的检测，研究传感器的布设方式，实现危旧高塔的健康监控，具有很好的实用价值和社会意义。

火焰传感器利用紫外线对火焰非常敏感的特点，使用特制的紫外线接受管来检测火焰，然后把火焰的亮度转化为高低变化的电平信号，输入到中央处理器中，中央处理器根据信号的变化做出相应的程序处理。本发明采用火焰传感器发现火源，及时对火情进行报警，有效降低火灾影响。

已经在山西某项目应用的FH-9001通信铁塔倾斜在线监测系统，利用传感器技术和无线通信技术，进行双向倾斜角度实时监测。当杆塔倾斜角度超过设定的门限值时，系统能够通过GSM/CDMA/GPRS或3G网络将预/告警信息发送给监控中心。服务器部署在监控中心机房内，运行监控软件，通过Internet获得监测子站数据。监控中心对横向倾斜、纵向倾斜等状态参数进行数据显示、存储、统计报表并结合杆塔自身设计参数进行分析，完成多参数预警功能。

在上海市护珠塔物联网远程实时监测系统中，为了完善对八角七层、残高19米的塔体倾斜变形监测，在塔体上特定位置部署了若干双轴无线倾角传感器，以监测塔体各层的局部变形情况。应用层通过可视化的界面对数据进行实时呈现，具体呈现上包括了列表、曲线图、柱状图、风玫瑰图等形式。

传统技术存在以下技术问题：

综上，目前大多数对于高塔监测在信息传递架构上采用了传统的server-client传输架构，无法保证多应用(平板，手机app以及其他web网页应用)的数据实时性，及大规模数据并发的。此外在监控展现方式上，目前多采用传统的一维数据、二维图表的展现方式，无法直观的利用空间快速定位故障，提升故障维保的效率。本设计采用物联网技术能够将传感器信息与应用有机的结合，应用订阅-发布机制(例如阿里云物联网套件)在高塔监测中能够将高塔健康数据，环境数据低延时实时传输，与三维技术融合能够快速的定位故障危险，便于快速响应并处置故障危险，提高事故与危险的处置效率，有效的提升了高塔的安全性。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种高塔综合监控系统，对高塔建筑健康与消防状态进行实时监控，实现对高塔建筑健康、火灾、及消防设备等故障危险情况的报警及快速定位，方便在危险故障发生前或发生中的快速处置，减少损失。

一种高塔综合监控系统，包括：智能监测模块、数据综合网关模块、数据综合处理消息系统模块、三维引擎模块、报警模块和应用终端；