(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221043945 3.9 (22)申请日 2022.04.25 (71)申请人 海南水文地质工程 地质勘察院 地址 570100 海南省海口市琼 山区红城湖 路115号水工大厦四楼 申请人 东北大学　中国地质大 学 （武汉） (72)发明人 刘琼　魏恋欢　李显巨　曾东灵　 杨勇昌　黄卓雄　 (74)专利代理 机构 广州三环 专利商标代理有限 公司 44202 专利代理师 陈欢 (51)Int.Cl. H04L 67/12(2022.01) G16Y 40/10(2020.01) G08B 21/18(2006.01)H04N 7/18(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 基于物联网的基坑 安全监测系统 (57)摘要 本发明提供一种基于物联网的基坑安全监 测系统， 包括现场数据采集模块、 集成通 讯模块、 云服务器、 移动终端和电脑端， 所述现场数据采 集模块用于采集基坑安全数据， 并通过集成通讯 模块将基坑安全 数据发送至云服务器， 所述云服 务器用于基于基坑安全数据和预设数学模型计 算趋势预测值， 生成并分发安全报告， 实现预测 预警， 所述移动终端和电脑端用于接收预测预警 信息， 所述电脑端还用于接入云服务器进行数据 管理和系统运行参数设置， 所述系统能够基于物 联网设备实现对基坑的实时安全监测， 从而帮助 工作人员及时排查安全隐患， 保障基坑施工安 全。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 114844922 A 2022.08.02 CN 114844922 A 1.一种基于物联网的基坑安全监测系统， 其特征在于， 所述系统包括现场数据采集模 块、 集成通讯模块、 云服务器、 移动终端和电脑端， 所述现场数据采集模块用于采集基坑安 全数据， 并通过集成通讯模块将基坑安全数据发送至云服务器， 所述云服务器用于基于基 坑安全数据和预设数学模型计算趋势预测值， 生成并分发安全报告， 实现预测预警， 所述移 动终端和电脑端用于接收预测预警信息， 所述电脑端还用于接入云服务器进 行数据管理和 系统运行参数设置 。 2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的基坑安全监测系统， 其特征在于， 所述现场 数据采集模块包括用于采集位移和沉降数据的测量机器人、 用于采集地下水位数据的地下 水位监测仪、 用于采集支护结构应力数据的应力监测装置、 用于采集深层位移数据的深层 位移仪器、 用于采集建筑沉降数据的静力水准仪、 用于采集倾斜数据的倾角计、 用于采集裂 缝形变数据的裂缝监测仪、 用于采集现场视频和图像资料的视频监控 装置。 3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的基坑安全监测系统， 其特征在于， 所述应力 监测装置包括一圆筒， 所述圆筒的两个端部均开设有开口， 所述开口内壁上设有螺纹， 圆筒 内两个开口下方均设有正对开口用于固定钢筋的固定筒， 圆筒内设置有用于检测钢筋在竖 直方向和水平方向上位移及形变的测量机构。 4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的基坑安全监测系统， 其特征在于， 所述开口 处设置有磁化机构， 所述固定筒外套设有弹簧， 所述 弹簧的一端与圆筒端部连接， 另一端与 固定筒底部连接， 所述测量机构包括软磁 薄片、 弹性布和阻抗传感器， 所述软磁薄片设置于 固定筒内壁上， 软磁薄片与钢筋之间设置有多块环绕钢筋的弹性布， 所述弹性布上端与圆 筒端部连接， 下端与固定筒底部连接， 弹性布表 面涂覆有石墨烯层， 所述软磁薄片与阻抗传 感器电性连接， 所述阻抗传感器用于监测软磁薄片的阻抗 值。 5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的基坑安全监测系统， 其特征在于， 所述弹性 布的两端分别 设置有第一电极和第二电极， 所述第一电极、 第二电极与电阻传感器组成 闭 合回路。 6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的基坑安全监测系统， 其特征在于， 所述圆筒 中间设有 元件腔， 所述阻抗传感器、 电阻传感器设置于元件腔内， 所述元件腔内还设置有电 源、 信号放大器和模数转换器， 所述电源分别与阻抗传感器、 电阻传感器电性连接， 所述信 号放大器分别与阻抗传感器、 电阻传感器信号相连， 所述信号放大器、 模数转换器、 信号传 输线依次相连接， 所述信号传输线贯穿圆筒侧 壁与通讯模块相连接， 所述通讯模块设置于 通讯盒内。 7.根据权利要求6所述的一种基于物联网的基坑安全监测系统， 其特征在于， 所述通讯 盒内设置有无线充电接 收线圈， 元件腔 内还设有电源管理芯片， 所述无线充电接 收线圈与 电源管理芯片电性连接， 所述电源管理芯片分别与电源、 通讯模块相连接 。 8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的基坑安全监测系统， 其特征在于， 所述云服 务器包括： 数据接收模块， 用于通过集成通讯模块获取 各个现场数据采集模块所采集的数据； 数据转换模块， 用于将现场数据采集模块直接采集的数据转换为相应的基坑安全数 据； 数据计算模块， 用于将基坑安全数据按照规范要求进行计算， 并输出反映基坑安全数权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114844922 A 2据变化情况的计算结果； 趋势预测模块， 用于将历史基坑安全数据和实时基坑安全数据输入到预设数学模型 中， 计算各项基坑 安全数据的趋势预测值； 模型生成模块， 用于基于基坑工程规划数据、 实时基坑安全数据生成基坑三维模型， 根 据历史基坑 安全数据、 实时基坑 安全数据和趋势预测值 为基坑三维模型 添加动画效果； 可视化模块， 用于通过 可视化人机交 互界面展示基坑 三维模型； 预测预警模块， 用于判断实时基坑安全数据和趋势预测值是否超出用户设置的预警阈 值， 若超出 预警阈值则向用户指定的电脑端和/或移动终端发送预警信息； 人工专家评审模块， 用于将预测预警结果远程发送给专 家进行人工判断； 视频采集分析模块， 用于获取现场视频和图像资料， 基于现场视频和图像资料分析基 坑周边潜在安全隐患。 9.根据权利要求8所述的一种基于物联网的基坑安全监测系统， 其特征在于， 所述预测 预警模块还用于确定用户指定的移动终端 所对应的用户身份信息， 根据移动终端 所对应的 用户身份信息确定向相应移动终端发送的预警信息内容。 10.根据权利要求8所述的一种基于物联网的基坑安全监测系统， 其特征在于， 所述云 服务器还包括安全案例分析模块， 所述安全案例分析模块用于获取安全案例数据， 分析安 全案例数据中安全事故发生时间段内各项基坑安全数据的趋势变化， 判断实时基坑安全数 据和趋势预测值是否与安全案例数据的趋势变化相匹配， 若相匹配则向用户指 定的电脑端 和/或移动终端发送预警信息， 所述安全案例数据为其他应用所述系统的基坑施工项目的 基坑三维模型 数据。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114844922 A 3