專利名稱：地面沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地質(zhì)狀況監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種地面沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
地面沉降有自然的地面沉降和人為的地面沉降。自然的地面沉降一種是在地表松 散或半松散的沉積層在重力的作用下，由松散到細(xì)密的成巖過(guò)程；另一種是由于地質(zhì)構(gòu)造 運(yùn)動(dòng)、地震等引起的地面沉降。地面沉降的危害主要有(1)毀壞建筑物和生產(chǎn)設(shè)施；(2) 不利于建設(shè)事業(yè)和資源開(kāi)發(fā)。發(fā)生地面沉降的地區(qū)屬于地層不穩(wěn)定的地帶，在進(jìn)行城市建 設(shè)和資源開(kāi)發(fā)時(shí)，需要更多的建設(shè)投資，而且生產(chǎn)能力也受到限制；(3)造成海水倒灌。地 面沉降區(qū)多出現(xiàn)在沿海地帶。地面沉降到接近海面時(shí)，會(huì)發(fā)生海水倒灌，使土壤和地下水鹽 堿化。因此，隨時(shí)正確監(jiān)測(cè)地面和地下水位沉降，并提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)對(duì)于預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)地面沉 降工作至關(guān)重要?，F(xiàn)有自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)組成的分布式結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)公用 電話網(wǎng)實(shí)現(xiàn)?？刂浦行闹鳈C(jī)通過(guò)各現(xiàn)場(chǎng)單元的電話號(hào)碼來(lái)選擇通訊對(duì)象，首先，上位機(jī)向 MODEM發(fā)送RTS信號(hào)，詢問(wèn)MODEM是否準(zhǔn)備好，MODEM收到后，如果準(zhǔn)備好，則向上位機(jī)發(fā)出 CTS信號(hào)來(lái)響應(yīng)，上位機(jī)與下位機(jī)之間的數(shù)據(jù)鏈路建立成功。接下來(lái)就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳 輸，上位機(jī)通過(guò)TD線發(fā)送數(shù)據(jù)，通過(guò)RD線回傳數(shù)據(jù)。因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)測(cè)控單元是無(wú)人職守的，所 以應(yīng)將其MODEM設(shè)置為自動(dòng)應(yīng)答方式，通過(guò)AA信號(hào)來(lái)設(shè)制。上述數(shù)據(jù)傳輸模式中，如果在 進(jìn)行傳輸時(shí)有時(shí)由于線路質(zhì)量或線路被占用聯(lián)系不上或MODEM握手失敗，相應(yīng)的處理方法 是間隔設(shè)定的時(shí)間后重試，如果重試N次(可設(shè)定)失敗，則給出線路不同信息。該種數(shù)據(jù)傳輸模式不安全，經(jīng)常出現(xiàn)連接困難、連接出錯(cuò)等問(wèn)題，無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自 動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸。而且上述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不支持網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的擴(kuò)展，新設(shè)備的采用；對(duì)后續(xù)數(shù)據(jù)的處 理、分析也支持不力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供了一種面沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該 面沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由地面沉降監(jiān)測(cè)中心控制系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)構(gòu)成， 是適用于地面沉降監(jiān)測(cè)站內(nèi)運(yùn)行的可行、穩(wěn)定、可靠的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)。本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成
一種地面沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括用設(shè)置于分層標(biāo)及水位井中的多個(gè)傳感器、被編程的數(shù) 據(jù)采集單元及數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器，所述傳感器和數(shù)據(jù)采集單元組成星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述 數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器與所述數(shù)據(jù)采集單元建立有連接，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集單元連 接有CDMA模塊，該CDMA模塊通過(guò)CDMA網(wǎng)絡(luò)連接有固定IP服務(wù)器，所述固定IP服務(wù)器通 過(guò)局域網(wǎng)連接有所述數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器的通訊端口，所述傳感器存儲(chǔ)有對(duì)應(yīng)于放置區(qū)域 的唯一編碼，所述數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器內(nèi)設(shè)置有一項(xiàng)目表，用于記錄、設(shè)置于所述傳感器編 碼對(duì)應(yīng)的編號(hào)信息。
所述數(shù)據(jù)采集單元通過(guò)衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)與所述數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器建立連接。
所述數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)將數(shù)據(jù)信息傳輸至數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器 中，所述數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器用于提供與之相連的計(jì)算機(jī)用戶以數(shù)據(jù)信息。所述數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器內(nèi)設(shè)置有實(shí)時(shí)采集單元，該實(shí)時(shí)采集單元用于控制所述 數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器與數(shù)據(jù)采集單元之間的通訊網(wǎng)絡(luò)，及將數(shù)據(jù)采集單元所采集的原始數(shù) 據(jù)保存至數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器內(nèi)。所述數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器內(nèi)包括有系統(tǒng)管理模塊，用于記錄、管理所述用戶的用 戶名及對(duì)應(yīng)于所述用戶名的登錄密碼的信息，及提供所述用戶數(shù)據(jù)查詢的服務(wù)。所述數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器內(nèi)包括有數(shù)據(jù)處理模塊，其內(nèi)設(shè)置有多個(gè)可選的數(shù)據(jù)處 理模型，并根據(jù)一被選數(shù)據(jù)處理模型對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、計(jì)算。所述數(shù)據(jù)處理模塊剔除原始數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)被選數(shù)據(jù)處理模型，校驗(yàn)原始數(shù)據(jù)的合理性和真實(shí)性，并 將校驗(yàn)之后的數(shù)據(jù)保存至數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中。所述數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器內(nèi)包括有數(shù)據(jù)分析模塊，用于將所述原始數(shù)據(jù)生成曲線 圖。生成的曲線圖包括單個(gè)傳感器數(shù)據(jù)歷時(shí)曲線圖、多個(gè)傳感器數(shù)據(jù)歷時(shí)曲線圖、多 個(gè)傳感器數(shù)據(jù)同一時(shí)刻曲線圖和綜合分析曲線圖。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
1、實(shí)時(shí)、高效取得精確的地面沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；
2、海量、連續(xù)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可為地面沉降研究與防治提供豐富的基礎(chǔ)資料，彌補(bǔ)人工監(jiān) 測(cè)周期長(zhǎng)、數(shù)據(jù)少的不足；
3、可在今后的地面沉降監(jiān)測(cè)站建設(shè)和改造中推廣應(yīng)用；
4、隨著地面沉降監(jiān)測(cè)站的建設(shè)與改造的不斷完善，可建立起更加科學(xué)、先進(jìn)、現(xiàn)代化的 地面沉降監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理示意圖； 圖2為系統(tǒng)各功能單元結(jié)構(gòu)框圖3為地面監(jiān)測(cè)站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)功能框圖； 圖4為GeoKon4675型靜力水準(zhǔn)儀主要技術(shù)參數(shù)表(表1)； 圖5為GeoKon4675型靜力水準(zhǔn)儀配套設(shè)備表(表2)； 圖6為In-SituLevelTroll500型自動(dòng)水位計(jì)主要參數(shù)表(表3)； 圖7為In-SituLevelTroll500型自動(dòng)水位計(jì)配套設(shè)備表(表4)。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，以便 于同行業(yè)技術(shù)人員的理解
如圖1-7所示，標(biāo)號(hào)分別表示傳感器1、數(shù)據(jù)采集單元2、CDMA模塊3、固定IP服務(wù)器 4、數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器5、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器6、局域網(wǎng)7、因特網(wǎng)8、用戶9、衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)10。
一、系統(tǒng)原理及運(yùn)行模式簡(jiǎn)述
系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境見(jiàn)圖1所示。從圖中可以看出整個(gè)系統(tǒng)主要由地面沉降監(jiān)測(cè)中心控 制系統(tǒng)既數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器、傳輸系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)三大部分組成。其中，中心控 制系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器5和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器6，是數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理管理服務(wù)器， 配備測(cè)控軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，通過(guò)控制指令負(fù)責(zé)管理各現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)的工作狀態(tài)、取回測(cè) 量數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)的管理、分析、處理和圖表輸出，這個(gè)部分為采用.net技術(shù)編制的服務(wù) 器軟件，是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分；傳輸系統(tǒng)包括CDMA模塊3、固定IP服務(wù)器4，其采用網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)直接利用CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)控制指令和測(cè)量數(shù)據(jù)的雙向傳輸；現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)則是傳 感器1和數(shù)據(jù)采集單元2組成的星形拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)成，數(shù)據(jù)采集單元2主要用于管理傳 感器1以及采集、存儲(chǔ)和發(fā)送測(cè)量數(shù)據(jù)。中國(guó)先后在2000年10月31日、2000年12月21日和2003年5月5日發(fā)射了 3 顆“北斗”靜止軌道試驗(yàn)導(dǎo)航衛(wèi)星，組成了“北斗”區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)(注又稱為“北斗1代”衛(wèi) 星導(dǎo)航系統(tǒng))。該系統(tǒng)具備在中國(guó)及其周邊地區(qū)范圍內(nèi)的定位、授時(shí)、報(bào)文和GPS廣域差分 功能。本發(fā)明利用了北斗的報(bào)文功能來(lái)進(jìn)行信息傳輸和通訊，通過(guò)數(shù)據(jù)采集單元2連接 衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)10，將采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)加密然后利用報(bào)文的形式發(fā)送到數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器 5，不僅數(shù)據(jù)安全可靠，而且傳輸效率極高，以與前述的CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)組成一個(gè)補(bǔ)充的信息 傳輸系統(tǒng)，在偏遠(yuǎn)地區(qū)或重大地質(zhì)災(zāi)害導(dǎo)致(有線或無(wú)線)信號(hào)中斷的情況下，將發(fā)揮重要 作用。整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的流程
通過(guò)對(duì)地面沉降監(jiān)測(cè)站的數(shù)據(jù)采集器系統(tǒng)軟件進(jìn)行設(shè)置后，可以實(shí)時(shí)的采集地面沉降 監(jiān)測(cè)站中傳感器1的數(shù)據(jù)(目前頻率為10分鐘/次)，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)采集單元2的 內(nèi)存中。在項(xiàng)目組的數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器5中安裝了中心控制系統(tǒng)，其中自動(dòng)數(shù)據(jù)采集接 收軟件通過(guò)無(wú)線模塊以一定的頻率從標(biāo)房數(shù)據(jù)采集單元2內(nèi)存中獲取采集的數(shù)據(jù)，對(duì)采集 的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最后將原始數(shù)據(jù)和處理計(jì)算的數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器6的 數(shù)據(jù)庫(kù)中，為地面沉降分析提供有效可靠的數(shù)據(jù)來(lái)源。二、設(shè)備的選擇及功能
本實(shí)施例中傳感器1包括數(shù)字水位計(jì)和靜力水準(zhǔn)儀。其中靜力水準(zhǔn)儀采用美國(guó)GeoKon公司的Ge0K0n4675型靜力水準(zhǔn)儀。靜力水準(zhǔn)儀 依據(jù)連通管的原理，采用振弦式傳感器，測(cè)量每個(gè)測(cè)點(diǎn)容器內(nèi)液面的相對(duì)變化，再通過(guò)計(jì)算 公式求得相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的沉降量，具體如下所示
系統(tǒng)中任一特定容器(儲(chǔ)液筒)液位變化按下列公式計(jì)算 AELn=(Rln — R0n)Gn — (R0Eef — RlEef)GEef 其中
△ ELn------n號(hào)容器的液位變化，即該點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的沉降量
Rln--------n號(hào)容器當(dāng)前讀數(shù)
R0n--------n號(hào)容器初始讀數(shù)
Gn---------n號(hào)容器傳感器系數(shù)
R0Eef-------參照容器的初始讀數(shù)RlEef-------參照容器的當(dāng)前讀數(shù)
GEef--------參照容器傳感器系數(shù)
注A ELX為負(fù)值時(shí)表示沉降(A ELX為正值時(shí)表示升高)。GeoKon4675型靜力水準(zhǔn)儀是一種高精密液位系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)是用于測(cè)量多點(diǎn)相 對(duì)沉降的系統(tǒng)。在使用中，一系列的傳感器容器均采用PVC液管聯(lián)接，每一容器的液位由一 精密振弦式力傳感器測(cè)出，該傳感器內(nèi)有一個(gè)自由懸重，一旦液位發(fā)生變化，懸重的懸應(yīng)浮 力即被傳感器感，精確測(cè)出小至0. 001英寸(0. 025mm)的垂直變化。在多點(diǎn)系統(tǒng)中，所有傳感器的垂直位移均是相對(duì)于其中的一點(diǎn)，該點(diǎn)的垂直位移 是相對(duì)恒定的或者可用其它人工觀測(cè)手段準(zhǔn)確確定。GeoKon4675型靜力水準(zhǔn)儀特點(diǎn)如表1、2 (參見(jiàn)附圖4、5)所示 數(shù)字水位計(jì)采用In-SituLevelTroll500型自動(dòng)水位計(jì)。數(shù)字水位計(jì)的原理是通過(guò)被測(cè)介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上(不銹鋼或 陶瓷)，使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，使傳感器的電阻值發(fā)生變化，和用電子線 路檢測(cè)這一變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個(gè)對(duì)應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量信號(hào)。數(shù)字水位計(jì)就是采用 硅應(yīng)變壓力傳感器，測(cè)量壓力。通過(guò)線性公式的換算，得出水位。并有溫度傳感器同時(shí)測(cè)量 水溫。采用通氣電纜，使水位計(jì)與大氣相通，對(duì)大氣壓作了補(bǔ)償，減少了大氣壓變化對(duì)水位 產(chǎn)生的影響。自動(dòng)監(jiān)測(cè)時(shí)，水位計(jì)放入監(jiān)測(cè)井內(nèi)，通過(guò)電纜連接，電纜的一段連接水位計(jì)，另 一端懸掛于井口，通過(guò)特殊接口連接到自動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。In-SituLevelTroll500型自動(dòng)水位計(jì)自帶氣管，且保護(hù)良好，不用做氣壓補(bǔ)償，全 密封，內(nèi)部集成數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元，自身帶電池，可以獨(dú)立完成數(shù)據(jù)采集記錄工作，無(wú)需外 部供電。安裝方便。支持第三方數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。線纜可以延長(zhǎng)，滿足水位變化需求。有干燥 裝置，防止水氣對(duì)儀器的影響，測(cè)量深度大，最高支持346米。美國(guó)In-SituLevelTroll500 自動(dòng)水位計(jì)特點(diǎn)如表3、4 (參見(jiàn)附圖6、7)所示
本實(shí)施例中數(shù)據(jù)采集單元2選擇美國(guó)Campbell公司的CR1000。美國(guó)Campbell公司的CR1000穩(wěn)定性良好，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，理論最小采集頻率可 以達(dá)到一秒。我院已完全掌握坎貝爾CR1000的核心技術(shù)，能獨(dú)立自主設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)方案和系 統(tǒng)，因此系統(tǒng)采用CR1000數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行水位、分層標(biāo)的自動(dòng)數(shù)據(jù)采集。為掌握數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)變化情況，保證數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性，滿足地面沉降研究所需，數(shù)據(jù) 采集單元2將采用30分鐘/次的固定頻率進(jìn)行水位、水溫和分層標(biāo)標(biāo)高的數(shù)據(jù)測(cè)量及采 集。通訊是自動(dòng)實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)的重要組成部分，也是傳輸監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的通路，由于監(jiān)測(cè) 站分布范圍廣，受環(huán)境的限制，無(wú)線通訊是首選。CDMA無(wú)線通訊以其穩(wěn)定性好，帶寬高，低輻 射，數(shù)據(jù)保密性高以及費(fèi)用低成為當(dāng)前無(wú)線通訊的熱點(diǎn)，因此，項(xiàng)目組采用CDMA無(wú)線通訊 進(jìn)行自動(dòng)數(shù)據(jù)采集和傳輸。CDMA模塊3為臺(tái)灣HelicommMAS-QiQ型通訊模塊，采用可視化 軟件，配置非常方便簡(jiǎn)單。低功耗產(chǎn)品，12V直流供電。工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，-4(T85寬溫度范圍。三、監(jiān)測(cè)點(diǎn)及設(shè)備的設(shè)置、安裝方法 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)
根據(jù)不同的底層情況，將鋼筋埋入到該底層深度，然后在鋼筋外部加上套管，這樣鋼筋 將與該土層成為一體，這點(diǎn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)稱為分層標(biāo)，如果將鋼筋直接埋設(shè)到基巖內(nèi)部，這樣的監(jiān)
6測(cè)點(diǎn)則稱為基巖標(biāo)。分層標(biāo)的前綴為F，后面按照數(shù)字順序編排，分別為Fl，F(xiàn)2, F3……；基 巖標(biāo)的前綴為J，按照不同區(qū)域來(lái)編排數(shù)字，分別為Jl，J2, J3……。根據(jù)地下水位的不同深度分布，從地面鉆井到相應(yīng)的水層，分別設(shè)置編號(hào)，前綴為區(qū)縣名稱加基巖標(biāo)編號(hào)，后面按照順序編排數(shù)字加字母W，分別為浦024-1W、浦 024-2W、......
監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置
登錄地面沉降自動(dòng)化監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)后，在點(diǎn)位圖上點(diǎn)擊分層標(biāo)圖標(biāo)，將該點(diǎn)編號(hào) 設(shè)置為實(shí)際相應(yīng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)編號(hào)，并將數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫(kù)，完成監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置。傳感器設(shè)置方法 傳感器的安裝
在分層標(biāo)和水位井中分別安裝靜力水準(zhǔn)儀和自動(dòng)水位計(jì)，將傳感器編號(hào)與相應(yīng)分層標(biāo) 或水位井編號(hào)設(shè)定為一致。傳感器設(shè)置
登錄地面沉降自動(dòng)化監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)后，在點(diǎn)位圖上點(diǎn)擊傳感器圖標(biāo)，將傳感器編 號(hào)設(shè)置為實(shí)際相應(yīng)傳感器編號(hào)，并將數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫(kù)，完成傳感器的設(shè)置。四、系統(tǒng)軟件部分功能
地面沉降監(jiān)測(cè)站數(shù)據(jù)采集單元2功能主要通過(guò)開(kāi)發(fā)CRBasic程序來(lái)管理傳感器、定時(shí) 采集傳感器數(shù)據(jù)、采集數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及根據(jù)服務(wù)器中心處理軟件的指令發(fā)送采集數(shù)據(jù)。這個(gè) 部分主要是底層的采集功能單元，功能如圖2所示。地面沉降自動(dòng)化監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)功能。參見(jiàn)圖3，本管理系統(tǒng)各個(gè)模塊功能說(shuō)明 1、系統(tǒng)管理模塊
a)、權(quán)限管理
增加新用戶添加新的系統(tǒng)合法使用用戶，包括用戶名和密碼。刪除用戶刪除已有的系統(tǒng)用戶名和密碼。密碼修改修改已有用戶名稱和密碼。b)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理
數(shù)據(jù)查詢按照用戶的要求進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢和顯示。數(shù)據(jù)源采用ODBC進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)連接，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)源的配置；如果已經(jīng)存在數(shù)據(jù) 源，那么可以選擇已有數(shù)據(jù)源進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)連接。數(shù)據(jù)保存和備份將數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)備份或者導(dǎo)出數(shù)據(jù)庫(kù)保存到其他 存儲(chǔ)設(shè)備。數(shù)據(jù)庫(kù)壓縮壓縮數(shù)據(jù)庫(kù)，節(jié)省硬盤空間。、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集模塊
實(shí)時(shí)采集模塊負(fù)責(zé)水位和分層標(biāo)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，按照用戶設(shè)定好的通訊參數(shù)、采集 時(shí)間和采集頻率來(lái)獲取地面監(jiān)測(cè)站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集器存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守 自動(dòng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。a)、通訊設(shè)置CR1000可以通過(guò)以下兩種方式進(jìn)行通訊串口通訊或者固定IP地 址。如果采用串口通訊，需要設(shè)置串口號(hào)，通訊速率；如果采用IP地址通訊，需要設(shè)置固定的IP地址、端口號(hào)。b)、建立/斷開(kāi)連接通過(guò)特殊的指令已經(jīng)提供的通訊協(xié)議，建立或者斷開(kāi)計(jì)算機(jī) 與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的連接，為數(shù)據(jù)通訊和傳輸建立橋梁。c)、自動(dòng)采集和數(shù)據(jù)保存 自動(dòng)采集功能包括以下部分自動(dòng)采集參數(shù)設(shè)置， 自動(dòng)采集，自動(dòng)將原始數(shù)據(jù)保存到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)。、數(shù)據(jù)處理模塊 數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，根據(jù)用戶選定的數(shù)據(jù)處理模型處理原始數(shù)據(jù)，剔 除錯(cuò)誤數(shù)據(jù)或者降低系統(tǒng)誤差，將數(shù)據(jù)盡可能還原到接近真實(shí)值。a)、處理模型選擇根據(jù)不同的采集時(shí)段、不同的區(qū)域或者數(shù)據(jù)，選擇有效合理的 數(shù)據(jù)處理模型
b)、粗差剔除剔除錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，降低數(shù)據(jù)誤差。C)、數(shù)據(jù)校驗(yàn)根據(jù)選定的數(shù)據(jù)處理模型，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的合理性，真實(shí)性，并將校驗(yàn) 之后的數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫(kù)。d)、數(shù)據(jù)管理對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，包括數(shù)據(jù)增加、刪除、修改、格式轉(zhuǎn)換等。e)、數(shù)據(jù)計(jì)算根據(jù)傳感器提供的計(jì)算公式，計(jì)算水位變化結(jié)果和分層標(biāo)沉降量。、數(shù)據(jù)分析模塊
數(shù)據(jù)分析模塊主要為地面沉降分析研究提供服務(wù)。數(shù)據(jù)分析包括曲線生成、曲線保存 和打印，并對(duì)分析變化趨勢(shì)，對(duì)異常數(shù)據(jù)提示和提醒，以引起用戶注意。a)、曲線分析曲線分析包括單個(gè)傳感器數(shù)據(jù)歷時(shí)曲線，多個(gè)傳感器數(shù)據(jù)同一時(shí) 刻曲線，綜合分析曲線等
b)、系統(tǒng)提醒(1)數(shù)據(jù)異常提醒；(2)曲線變化趨勢(shì)異常提醒；(3)累計(jì)變化報(bào)警；
c)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析對(duì)用戶選擇的時(shí)間段內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，體現(xiàn)其中最值出現(xiàn)的時(shí) 間以及變幅度，從而使用戶能更好更直觀的了解數(shù)據(jù)總體的變化情況。d)、觀測(cè)成果批量計(jì)算對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行批量的重算。這樣可以再局部修 改數(shù)據(jù)后進(jìn)行數(shù)據(jù)的平差計(jì)算和粗差剔出。
、數(shù)據(jù)輸出模塊
系統(tǒng)管理模塊負(fù)責(zé)系統(tǒng)的權(quán)限和數(shù)據(jù)管理。權(quán)限管理主要有增加新用戶、刪除用戶， 更改用戶密碼；數(shù)據(jù)管理主要有數(shù)據(jù)查詢，數(shù)據(jù)維護(hù)，數(shù)據(jù)保存、數(shù)據(jù)庫(kù)壓縮。a)、輸出設(shè)定設(shè)定輸出的類型，格式，內(nèi)容等，也可以根據(jù)用戶條件輸出。b)、生成報(bào)表根據(jù)設(shè)定輸出到特定格式的報(bào)表文件，并保存。c)、報(bào)表打印報(bào)表打印輸出。五、系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn) 1、采集模式
為了能更好的、更全面的對(duì)地面沉降監(jiān)測(cè)站的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較，本系統(tǒng)采用了無(wú)人 值守的實(shí)時(shí)采集模式。即所有的數(shù)據(jù)采集流程包括數(shù)據(jù)定時(shí)采集、數(shù)據(jù)采集故障排除、采集 數(shù)據(jù)粗差剔除、采集數(shù)據(jù)計(jì)算處理、采集數(shù)據(jù)存儲(chǔ)都是由系統(tǒng)軟件完成。在設(shè)定了相應(yīng)采集 頻率的基礎(chǔ)上完全實(shí)現(xiàn)了無(wú)需人為干預(yù)的實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)。CR1000核心程序的上傳和下載， 隨時(shí)調(diào)整采集內(nèi)容和監(jiān)測(cè)頻率。2、通訊本系統(tǒng)采用了 CDMA無(wú)線通訊方式?，F(xiàn)有的地面沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用的是撥號(hào)連接的方式，而相比撥號(hào)連接的方式，CDMA無(wú)線通訊速度更加快，并且穩(wěn)定性更高，CDMA無(wú)線通訊模 塊都具有斷點(diǎn)序傳功能，因此更加符合實(shí)時(shí)采集的需要。老系統(tǒng)的通訊方式對(duì)于人工采集 數(shù)據(jù)尚可以較好完成，而對(duì)于實(shí)時(shí)的采集模式撥號(hào)上網(wǎng)無(wú)論從穩(wěn)定性、速度流量、費(fèi)用、方 便性上都無(wú)法與網(wǎng)絡(luò)形式的通訊相比。3G技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，我院及時(shí)升級(jí)設(shè)備和軟件，直 接采用3G技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，大大提高了傳輸效率，也降低了數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)。3、數(shù)據(jù)的表達(dá)
本系統(tǒng)將增加了地面沉降監(jiān)測(cè)站點(diǎn)位平面圖查詢、異常數(shù)據(jù)報(bào)警等功能。從數(shù)據(jù)的表 達(dá)形式上豐富了不少。4、安全
本系統(tǒng)對(duì)用戶權(quán)限進(jìn)行了規(guī)劃和管理，不同等級(jí)的用戶類型操作的功能有不同的限 制，不會(huì)產(chǎn)生非技術(shù)人員誤操作的現(xiàn)象。系統(tǒng)采用了 SQLServer作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，容量大， 數(shù)據(jù)安全性高，并且由于是非獨(dú)占的數(shù)據(jù)庫(kù)，可以邊存儲(chǔ)邊查看，不影響功能操作。
權(quán)利要求
一種地面沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括用設(shè)置于分層標(biāo)及水位井中的多個(gè)傳感器、被編程的數(shù)據(jù)采集單元及數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器，所述傳感器和數(shù)據(jù)采集單元組成星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器與所述數(shù)據(jù)采集單元建立有連接，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集單元連接有CDMA模塊，該CDMA模塊通過(guò)CDMA網(wǎng)絡(luò)連接有固定IP服務(wù)器，所述固定IP服務(wù)器通過(guò)局域網(wǎng)連接有所述數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器的通訊端口，所述傳感器存儲(chǔ)有對(duì)應(yīng)于放置區(qū)域的唯一編碼，所述數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器內(nèi)設(shè)置有一項(xiàng)目表，用于記錄、設(shè)置于所述傳感器編碼對(duì)應(yīng)的編號(hào)信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地面沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集單元通過(guò) 衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)與所述數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器建立連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地面沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集處理服務(wù) 器通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)將數(shù)據(jù)信息傳輸至數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中，所述數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器用于提供與 之相連的計(jì)算機(jī)用戶以數(shù)據(jù)信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種地面沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集處理服 務(wù)器內(nèi)設(shè)置有實(shí)時(shí)采集單元，該實(shí)時(shí)采集單元用于控制所述數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器與數(shù)據(jù)采 集單元之間的通訊網(wǎng)絡(luò)，及將數(shù)據(jù)采集單元所采集的原始數(shù)據(jù)保存至數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器 內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種地面沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集處理服務(wù) 器內(nèi)包括有系統(tǒng)管理模塊，用于記錄、管理所述用戶的用戶名及對(duì)應(yīng)于所述用戶名的登錄 密碼的信息，及提供所述用戶數(shù)據(jù)查詢的服務(wù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種地面沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集處理服務(wù) 器內(nèi)包括有數(shù)據(jù)處理模塊，其內(nèi)設(shè)置有多個(gè)可選的數(shù)據(jù)處理模型，并根據(jù)一被選數(shù)據(jù)處理 模型對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、計(jì)算。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種地面沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)處理模塊剔除 原始數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種地面沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù) 被選數(shù)據(jù)處理模型，校驗(yàn)原始數(shù)據(jù)的合理性和真實(shí)性，并將校驗(yàn)之后的數(shù)據(jù)保存至數(shù)據(jù)庫(kù) 服務(wù)器中。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種地面沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集處理服務(wù) 器內(nèi)包括有數(shù)據(jù)分析模塊，用于將所述原始數(shù)據(jù)生成曲線圖。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種地面沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述生成的曲線圖包 括單個(gè)傳感器數(shù)據(jù)歷時(shí)曲線圖、多個(gè)傳感器數(shù)據(jù)歷時(shí)曲線圖、多個(gè)傳感器數(shù)據(jù)同一時(shí)刻曲 線圖和綜合分析曲線圖。
全文摘要
本發(fā)明涉及地質(zhì)狀況監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種地面沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括用設(shè)置于分層標(biāo)及水位井中的多個(gè)傳感器、被編程的數(shù)據(jù)采集單元及數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器，所述傳感器和數(shù)據(jù)采集單元組成星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器與所述數(shù)據(jù)采集單元建立有連接，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集單元連接有CDMA模塊，該CDMA模塊通過(guò)CDMA網(wǎng)絡(luò)連接有固定IP服務(wù)器，所述固定IP服務(wù)器通過(guò)局域網(wǎng)連接有所述數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器的通訊端口，所述傳感器存儲(chǔ)有對(duì)應(yīng)于放置區(qū)域的唯一編碼，所述數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器內(nèi)設(shè)置有一項(xiàng)目表，用于記錄、設(shè)置于所述傳感器編碼對(duì)應(yīng)的編號(hào)信息。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)時(shí)、高效取得精確的地面沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，彌補(bǔ)人工監(jiān)測(cè)周期長(zhǎng)、數(shù)據(jù)少的不足。
文檔編號(hào)H04W84/18GK101813478SQ201010154059
公開(kāi)日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2010年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月23日
發(fā)明者唐繼民, 許準(zhǔn), 郭陳 申請(qǐng)人:上海市地質(zhì)調(diào)查研究院