[发明专利]基于微型加速度传感器的幕墙频率安全监测系统和方法

说明书

本发明公开了一种基于微型加速度传感器的幕墙频率安全监测系统和方法，安全监测系统中，幕墙监测传感器固定于玻璃幕墙上，数据分析模块用于将加速度传感器和绝对压力传感器输出的模拟量电压值转换得到对应的数字量电压值，并分别计算得到模拟量电压值和数字量电压值的分析数据；脱落预警模块判断玻璃幕墙是否存在安全风险，传感器定位模块用于提供玻璃幕墙和所安装的传感器的数据信息，故障诊断模块得到玻璃幕墙的固有频率变化趋势；安全管理模块得到玻璃幕墙的位姿状态以及安全系数。通过本发明的技术方案，能够在玻璃幕墙出现安全风险时提前进行预警、检修，进而提高玻璃幕墙的安全性能，减小周围人员和设施的安全隐患。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种基于微型加速度传感器的幕墙频率安全监测系统和一种基于微型加速度传感器的幕墙频率安全监测方法。

背景技术

目前很多建筑常采用玻璃幕墙进行装修，其上的玻璃幕墙会存在倾斜、松动、移动或者脱落的风险，从而对周围人员或设施造成安全隐患。现有建筑对于玻璃幕墙存在的倾斜、松动、移动或者脱落的风险是不能够提供预警的，包括给周围的人员提供预警有倾斜、松动、移动或者坠落情况以及给维护人员提供预警传感器可能存在风险，存在安全方面的隐患和维保不及时的情况。如何预测到可能发生倾斜、松动、移动或者脱落或者如何监测到已经发生倾斜、松动、移动或者脱落，以及同时在倾斜、松动、移动或者脱落过程中提供预警，目前有的技术不能很好的解决问题。

发明内容

针对上述问题中的至少之一，本发明提供了一种基于微型加速度传感器的幕墙频率安全监测系统和方法，通过固定于玻璃幕墙上的MEMS三向加速度传感器和绝对压力传感器进行实时监测，并根据采集到的监测数据判断玻璃幕墙的位姿状态和安全系数、安全等级，从而能够在玻璃幕墙出现安全风险时提前进行预警、检修，进而提高玻璃幕墙的安全性能，减小周围人员和设施的安全隐患。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于微型加速度传感器的幕墙频率安全监测系统，包括：幕墙监测传感器和幕墙监测预警平台；所述幕墙监测传感器包括数据采集模块、数据分析模块、脱落预警模块、传感器定位模块和通信模块，所述幕墙监测传感器固定于玻璃幕墙上，所述幕墙监测预警平台包括故障诊断模块、安全管理模块和远程控制模块；所述数据采集模块包括MEMS三向加速度传感器和绝对压力传感器，所述MEMS三向加速度传感器和所述绝对压力传感器将采集到的模拟量电压值传输至所述数据分析模块，所述数据分析模块用于将所述模拟量电压值转换得到对应的数字量电压值，并分别计算得到所述模拟量电压值和所述数字量电压值的分析数据；所述脱落预警模块用于根据所述模拟量电压值和所述数字量电压值及相应的分析数据，分别与预设的对应阈值进行比对，以判断所述玻璃幕墙是否存在安全风险，所述传感器定位模块用于提供所述玻璃幕墙和所安装的传感器的数据信息，所述通信模块用于将所述数据分析模块、所述脱落预警模块和所述传感器定位模块输出的数据发送至所述幕墙监测预警平台；所述故障诊断模块用于对所述数据分析模块输出的所述模拟量电压值和所述数字量电压值的原始数据和分析数据进行监测，得到所述玻璃幕墙的固有频率变化趋势；所述安全管理模块用于对所述数据分析模块输出的所述模拟量电压值和所述数字量电压值的分析数据进行监测，得到所述玻璃幕墙的位姿状态以及安全系数；所述远程控制模块用于控制所述幕墙监测传感器的采集参数。

在上述技术方案中，优选地，所述数据分析模块包括电压判断模块、数据预处理模块、模数转换模块和数据处理模块，所述数据处理模块包括数据存储模块和MCU微处理器模块；所述电压判断模块接收所述数据采集模块采集的模拟量电压值，所述电压判断模块用于判断所述MEMS三向加速度传感器的电压变化和所述绝对压力传感器的电压变化与相应的电压阈值的比对值，还用于计算所述模拟量电压值的平均值、有效值和标准差与相应的阈值的比对值；所述数据预处理模块用于对所述模拟量电压值进行滤波处理，还用于将所述玻璃幕墙的振动加速度信号积分为振动位移信号；所述模数转换模块用于将输入的模拟量电压值信号转换为数字量电压值信号；所述MCU微处理器模块用于对输入的数字量电压值进行平均值、有效值、标准差和FFT频谱的计算，并将原始数据和分析结果暂存至所述数据存储模块中。