導(dǎo)語：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建筑安全監(jiān)測系統(tǒng)研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:針對許多地區(qū)都出現(xiàn)老舊房屋坍塌事件，設(shè)計了基于物聯(lián)網(wǎng)和云平臺的房屋建筑安全監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。運用傳感器技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)、云平臺系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)了對管理區(qū)域內(nèi)的老舊房屋建筑的安全監(jiān)測，包括數(shù)據(jù)的測量、采集、傳輸、儲存、分析以及安全管理，并配有預(yù)警系統(tǒng)，依據(jù)給定的閾值實現(xiàn)聲光、短信的智能化預(yù)警。

關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);傳感器;建筑安全預(yù)警

我國許多房屋建筑始建于20世紀(jì)80年代，這些房屋建筑的使用年限達到30多年，雖未達到設(shè)計使用壽命，但考慮到當(dāng)時的施工技術(shù)、施工質(zhì)量以及業(yè)主私自改建等因素，這些建筑已經(jīng)開始逐漸老化。國家住建部已出臺相關(guān)文件，要求加緊建立危舊老樓的“病例檔案”。針對多地房屋建筑出現(xiàn)垮塌的狀況，如何做到防患于未然，避免類似事故的發(fā)生，成為了人們熱議的話題。目前，危舊房屋的監(jiān)測仍然以人工巡檢的方式為主，費時、費力且時效性不強、監(jiān)測數(shù)據(jù)間斷、不連續(xù)，無法實時的、全面的、大范圍覆蓋監(jiān)測。一旦發(fā)生房屋倒塌，后果不堪設(shè)想。因此，需要加緊對老舊危房進行全面普查，實時、動態(tài)監(jiān)測房屋建筑的安全信息，以獲取老舊房屋的實際狀況，及時預(yù)警，最大程度上消除安全隱患，使人們居有所安。

1系統(tǒng)整體拓撲結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)整體既包括硬件設(shè)備也含有軟件系統(tǒng)。主要包含傳感器、控制器、無線傳輸網(wǎng)絡(luò)GSM/GPRS、云平臺服務(wù)、上位機終端等，如圖1所示。

2房屋建筑安全要素

房屋因其使用年限較長，建筑材料逐漸老化、性能弱化，地基振動、滑動以及業(yè)主拆改、打孔等人為因素，導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)性差、承重能力弱。一般對房屋建筑安全的監(jiān)測主要從位移、傾斜、裂縫三個方面評估。位移:位移既有水平位移，又有垂直沉降位移，是房屋建筑坍塌的一個重要因素。由于地基或墻體水平滑動、遷移，導(dǎo)致房屋主要的承重體產(chǎn)生水平或垂直方向的位移改變。傾斜:傾斜是房屋建筑安全的一個重要的監(jiān)測指標(biāo)。房屋結(jié)構(gòu)的傾斜會導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)受力不平衡、局部應(yīng)力過大遠遠超過承重結(jié)構(gòu)的承受能力，從而導(dǎo)致局部結(jié)構(gòu)斷裂，整體結(jié)構(gòu)迅速倒塌，需要重點監(jiān)測。裂縫:建筑物基礎(chǔ)的不均勻沉降，地基不是整體滑移，導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生;溫度變化使不同材料產(chǎn)生不同程度的收縮，收縮力超過房屋建筑承受能力，出現(xiàn)裂縫;外界作用力，房屋內(nèi)部的應(yīng)力過大，使得房屋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。

3建筑安全監(jiān)測傳感器

3．1位移傳感器。位移傳感器是一種金屬感應(yīng)的線性器件，傳感器的作用是把各種被測物理量轉(zhuǎn)換為電量。它分為電感式、電容式、光電式、超聲波式和霍爾式位移傳感器等多種。位移測定房屋的水平位置和形狀隨時間而產(chǎn)生的變化特征，提供變形趨勢，監(jiān)測點位一般選擇在建筑的四角、核心筒的四角、大轉(zhuǎn)角處。3．2沉降傳感器。使用電子水準(zhǔn)儀既能滿足沉降監(jiān)測精度(一等或二等水準(zhǔn)測量)的要求，又可以方便快捷地測量并記錄數(shù)據(jù)，測量結(jié)果客觀。沉降位移監(jiān)測點分布在地基處、橫縱墻交接處、沉降縫等。3．3裂縫傳感器。當(dāng)被測裂縫發(fā)生變化時，帶動線性位移傳感器拉桿產(chǎn)生位移，通過轉(zhuǎn)換機構(gòu)傳遞給滑動式電阻器，滑動式電阻器將位移物理量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柫?，即可測出裂縫位移的變化。3．4傾角傳感器。傾角傳感器用來測量相對于水平面的傾角變化量，是運用慣性原理的一種加速度傳感器，可以分為“固體擺”式、“液體擺”式、“氣體擺”式三種傾角傳感器。在房屋的四角上裝配傾角傳感器，獲得建筑物的傾斜度數(shù)據(jù)。

4軟件系統(tǒng)

傳感器所監(jiān)測的數(shù)據(jù)都將通過無線模塊的GSM/GPRS無線網(wǎng)絡(luò)定時發(fā)送到云平臺服務(wù)器儲存。通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對這些監(jiān)測數(shù)據(jù)進行處理和信息挖掘，將信息傳送給處理器，并與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的比較，得出評估結(jié)果，提供科學(xué)的安全鑒定依據(jù)。房屋變化情況、發(fā)展變化在上位機客戶監(jiān)測系統(tǒng)平臺終端，手機客戶端顯示。

5預(yù)警系統(tǒng)

當(dāng)相關(guān)測量數(shù)據(jù)超過設(shè)定的閾值時系統(tǒng)能自動的發(fā)出預(yù)警信號。預(yù)警方式:現(xiàn)場聲光預(yù)警、客戶端軟件彈出預(yù)警信息、手機短信提示，能及時通知相關(guān)人員采取安全措施，防止房屋建筑倒塌安全事故的發(fā)生，造成不必要的人員傷亡。

6結(jié)語

房屋建筑安全監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)合了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息化技術(shù)以及科學(xué)的管理平臺，實現(xiàn)了房屋建筑安全的遠程化監(jiān)控，實時能對房屋的傾斜、位移、不均勻沉降、裂縫等要素進行在線監(jiān)測;實現(xiàn)了智能化報警，通過聲光、短信、客戶終端等方式告警;實現(xiàn)了對監(jiān)測數(shù)據(jù)高效的分析利用，科學(xué)地判斷房屋建筑的動態(tài)趨勢以及變化走向，作出安全評估。

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作者:張立輝 王慶綱 單位:吉林建筑大學(xué)