技术领域

本发明涉及建筑楼体监测领域，特别涉及一种基于物联网的建筑状态云端监测及释压系统。

背景技术

随着经济的快速发展，各类大型城市建筑及基础设施如桥梁、大坝、公路正以迅猛地速度修建，这些大型建筑所引发的安全事故会带来巨大的生命财产损失，随着我国现代化建设事业的发展，兴建了大量城市高层和超高层建筑物、大量的水工建筑物，由于各种因素的影响，在这些工程建筑及其设备的运营过程中，都会产生变形，也会因强风荷载作用、地面沉降及地震灾害作用造成楼的损害，或者因为楼体内的改变影响楼体结构，从而影响建筑物的使用寿命。

现有的建筑安全监测设备通过监测传感器建筑物的安全进行监测，但是在建筑物的受力超出承受范围时不能够进行释压，从而不能够对建筑物进行保护。本申请针对建筑物受到的超出承受范围的力进行监测，并对受力区域进行补强，提高建筑物的承压能力。

发明内容

发明目的：

针对背景技术中提到的不能对建筑物受到的超出承受范围的力进行释压的问题，本申请提供一种基于物联网的建筑状态云端监测及释压系统。

技术方案：

一种基于物联网的建筑状态云端监测及释压系统，包括：建筑楼体，还包括：受力传感模组、数据采集模块、纵向释压模块、横向释压模块、云端服务器；

所述受力传感模组包括第一受力传感器与第二受力传感器，所述第一受力传感器、第二受力传感器分别与数据采集模块连接；所述第一受力传感器用于监测所述建筑楼体的纵向受力情况，并将当前位置的纵向受力值向所述数据采集模块输出；所述第二受力传感器用于监测所述建筑楼体的横向受力情况，并将当前位置的横向受力值向数据采集模块输出；所述数据采集模块与所述云端服务器连接；

所述建筑楼体设置若干受力区域，受力区域包括横向受力区域与纵向受力区域，所述第一受力传感器与所述纵向释压模块设置于纵向受力区域内，所述第二受力传感器与所述横向释压模块设置于横向受力区域内；

所述纵向释压模块包括纵向释压装置、抓紧装置；所述抓紧装置设置于所述纵向释压装置内，所述纵向受力区域设置有抓紧出口，所述抓紧装置与所述抓紧出口对应；所述抓紧装置与所述云端服务器连接；

所述横向释压模块包括横向释压装置、封闭装置、锁定装置；所述横向释压装置设置于所述封闭装置内，所述封闭装置的两侧设置有释压口，所述横向释压装置自所述封闭装置的两侧释压口伸出并分别超出所述封闭装置的两侧面所在平面，所述横向释压装置是两侧设置有锁定接口；所述锁定装置设置于所述释压口，所述锁定装置与所述锁定接口对应，所述锁定装置与所述云端服务器连接；

若所述云端服务器获取到的横向受力数值高于第一预设横向受力数值阈值，则所述云端服务器判定横向预警，所述云端服务器向所述锁定装置输出解锁信号；

若所述云端服务器获取到纵向受力数值高于第一预设横向受力数值阈值，则所述云端服务器判定纵向预警，所述云端服务器向所述抓紧装置输出抓紧信号；

若所述云端服务器判定横向预警和/或纵向预警时，所述云端服务器向受力传感模组输出自测信号，受力传感模组接收到自测信号后对当前受力进行自测；

若当前第一受力传感器监测到纵向受力值超出第二预设纵向受力数值阈值，则第一受力传感器通过所述数据采集模块向所述云端服务器输出纵向自测预警信号，所述云端服务器向所述抓紧装置输出解锁信号；

若当前第二受力传感器监测到横向受力值超出第二预设横向受力数值阈值，则第二受力传感器通过所述数据采集模块向所述云端服务器输出横向自测预警信号，所述云端服务器向所述解锁装置输出解锁信号。

作为本发明的一种优选方式，所述第一受力传感器包括第一受力杆与第一受力判断器；所第一述受力判断器与所述数据采集模块连接；所述第一受力杆包括第一主杆与毛细受力杆；所述第一主杆至少有一个，所述毛细受力杆环绕所述第一主杆并与其连接。

作为本发明的一种优选方式，所述第二受力传感器包括第二受力杆与第二受力判断器；所述第二受力判断器与所述数据采集模块连接；所述第二受力杆包括第二主杆与多向受力环；所述第二主杆至少有一个，所述多向受力环与所述第二主杆连接。

作为本发明的一种优选方式，所述第二预设纵向受力数值阈值低于所述第一预设纵向受力数值阈值；所述第二预设横向受力数值阈值低于所述第一预设横向受力数值阈值。

作为本发明的一种优选方式，所述抓紧出口为所述建筑楼体的纵向受力区域开设的纵向贯通的通孔，所述纵向释压装置内置于所述抓紧出口内；所述纵向释压装置内部中央设置有固定轴，所述抓紧装置与所述固定轴固定连接。

作为本发明的一种优选方式，所述抓紧装置包括抓紧电机与抓紧件，所述抓紧电机设置于所述固定轴内，所述抓紧件与所述抓紧电机连接；所述抓紧件包括分别设置于所述固定轴的上下两侧。

作为本发明的一种优选方式，所述横向受力区域内设置有释压空间，所述封闭装置设置于所述释压空间内；所述封闭装置的两端还设置有保护装置，所述保护装置为伸缩件；所述保护装置与所述锁定装置联动；若所述锁定装置开启，则所述保护装置收缩。

作为本发明的一种优选方式，所述横向释压装置包括两侧的受力组件、连接受力组件的阻尼装置；所述阻尼装置内设置有至少两个油室，油室对应设置有移动活塞，所述受力组件与所述移动活塞连接，所述移动活塞受力在所述油室内移动。

作为本发明的一种优选方式，所述抓紧装置设置有裂隙监测传感器，所述裂隙监测传感器与所述抓紧装置联动；若所述抓紧装置开启，则所述裂隙监测传感器启动；所述裂隙监测传感器与所述云端服务器连接。

作为本发明的一种优选方式，所述云端服务器获取受力区域内的裂隙存在状态，若存在裂隙，则云端服务器判定该建筑楼体出现损伤。

本发明实现以下有益效果：

1.对建筑楼体进行横向受力区域与纵向受力区域划分，对横向与纵向的受力进行监测，在横向或纵向的力超出建筑楼体的承受阈值后，通过横向释压模块或纵向释压模块对相应的区域进行补强或提高承受上限，降低建筑楼体的损伤风险。

2.横向受力区域与纵向受力区域的受力传感模组设置有不同的受力部件，根据受力区域的不同设置对应的受力部件，有助于对横向以及纵向的力进行准确地监测，提高监测的效率。

3.横向释压装置通过设置油室与活塞，在工作状态下收到横向的力时通过受力部件向内部传导受力，受力侧的活塞在受理后挤压对应的油室内的油体，通过油体在两个油室内的循环释放部分受到的力，从而实现提高横向的受力上限的效果。

4.纵向释压装置通过抓紧装置在工作状态下对建筑楼体进行抓紧的特点，实现在遇到纵向的力时对建筑楼体进行补强，降低纵向受力区域的断裂风险，提高建筑楼体的安全性。

5.对纵向受力区进行裂隙监测，避免在受到纵向力后纵向受力区出现隐裂，提高建筑楼体的安全性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为本申请提供的一种基于物联网的建筑状态云端监测及释压系统的系统连接图。

图2为本申请提供的一种基于物联网的建筑状态云端监测及释压系统的受力传感器连接图。

图3为本申请提供的一种基于物联网的建筑状态云端监测及释压系统的第一受力传感器示意图。

图4为本申请提供的一种基于物联网的建筑状态云端监测及释压系统的第二受力传感器示意图。

图5为本申请提供的一种基于物联网的建筑状态云端监测及释压系统的纵向释压装置示意图。

图6为本申请提供的一种基于物联网的建筑状态云端监测及释压系统的纵向释压装置工作示意图。

图7为本申请提供的一种基于物联网的建筑状态云端监测及释压系统的横向释压装置示意图。

图8为本申请提供的一种基于物联网的建筑状态云端监测及释压系统的裂隙监测装置连接图。

其中：2.受力传感模组、21.第一受力传感器、211.第一受力杆、212.第一受力判断器、213.第一主杆、214.毛细受力杆、22.第二受力传感器、221.第二受力杆、222.第二受力判断器、223.第二主杆、224.多向受力环、3.数据采集模块、4.纵向释压模块、41.纵向释压装置、411.固定轴、42.抓紧装置、421.裂隙监测传感器、422.抓紧件、5.横向释压模块、51.横向释压装置、511.锁定接口、512.受力组件、52.封闭装置、521.释压口、522.保护装置、53.锁定装置、6.云端服务器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

参考图1为例。

具体的，本实施例提供一种基于物联网的建筑状态云端监测及释压系统，包括：建筑楼体，还包括：受力传感模组2、数据采集模块3、纵向释压模块4、横向释压模块5、云端服务器6。

受力传感模组2包括第一受力传感器21与第二受力传感器22，第一受力传感器21、第二受力传感器22分别与数据采集模块3连接。第一受力传感器21用于监测建筑楼体的纵向受力情况，并将当前位置的纵向受力值向数据采集模块3输出。第二受力传感器22用于监测建筑楼体的横向受力情况，并将当前位置的横向受力值向数据采集模块3输出。数据采集模块3与云端服务器6连接。

受力传感器模组用于接受向其传导的力。第一受力传感器21与第而受力传感器用于监测不同的受力位置的力。

建筑楼体设置若干受力区域，受力区域包括横向受力区域与纵向受力区域，第一受力传感器21与纵向释压模块4设置于纵向受力区域内，第二受力传感器22与横向释压模块5设置于横向受力区域内。

作为一种实施方式，不同的受力区域可重叠或不重叠。

作为一种实施方式，横向受力区域可设置于建筑楼体的与水平面呈一定角度的墙体内，例如：纵向的墙面、与地面呈一定角度的墙面、各种立面等。

作为一种实施方式，纵向受力区域可设置于建筑楼体的与地面平行的建筑体内，例如：楼板、与水平面呈一定角度的墙体等。

纵向受力区域与横向受力区域可重叠也可不相关，同一建筑体内可同时存在纵向受力区域横向受力区域。在同一建筑体内也可存在多个纵向受力区域和/或横向受力区域。在本实施例中，所称的建筑体指建筑楼体中为整体的部分，例如同一混凝土预制件即为本实施例所指的建筑体。

第一受力传感器21设置于纵向受力区域内，用于感测该纵向受力区域内的纵向的力，第二受力传感器22设置于横向受力区域内，用于感测该横向受力区域内的横向的力。若在复杂情况下，纵向的力与横向的力同时存在，则第一受力传感器21与第二受力传感器22仅对所设置的位置的受力进行监测。

数据采集模块3将接收到的信息与云端服务器6进行交换，数据采集模块3对接收的纵向受力值与横向受力值向云端服务器6进行输出，并对云端服务器6反馈的信息进行接收以及下发。

纵向释压模块4与横向释压模块5分别对应第一受力传感器21与第二受力传感器22，纵向释压模块4与第一受力传感器21一起设置于纵向受力区域内，横向释压模块5与第二受力传感器22一起设置于横向受力区域内。

纵向释压模块4包括纵向释压装置41、抓紧装置42。抓紧装置42设置于纵向释压装置41内，纵向受力区域设置有抓紧出口，抓紧装置42与抓紧出口对应。抓紧装置42与云端服务器6连接。

纵向释压装置41与抓紧装置42配合。抓紧装置42设置于纵向释压装置41内，抓紧装置42在非运行状态时内收于纵向释压装置41内。在需要纵向释压模块4运行时，抓紧装置42释放，对建筑体进行抓紧。

纵向受力区域的抓紧出口可贯通纵向受力区域所在的建筑体，或，抓紧出口可设置于该纵向受力区域对应的建筑体内。

抓紧出口对应纵向释压装置41设置，或者，纵向释压装置41设置于抓紧出口内。抓紧装置42释放时将通过抓紧出口对建筑体进行抓紧。

横向释压模块5包括横向释压装置51、封闭装置52、锁定装置53。横向释压装置51设置于封闭装置52内，封闭装置52的两侧设置有释压口521，横向释压装置51自封闭装置52的两侧释压口521伸出并分别超出封闭装置52的两侧面所在平面，横向释压装置51是两侧设置有锁定接口511。锁定装置53设置于释压口521，锁定装置53与锁定接口511对应，锁定装置53与云端服务器6连接。

横向释压装置51与封闭装置52、锁定装置53配合。横向释压装置51用于将横向的力进行缓冲，降低对建筑体的伤害。

横向释压模块5处于非工作状态时，锁定装置53锁定横向释压装置51的两侧的锁定接口511。若横向释压模块5处于工作状态时，锁定装置53开启，解除对横向释压装置51两侧的锁定接口511的锁定，横向释压装置51释放。

封闭装置52套设于横向释压装置51的外侧，横向释压装置51在被锁定时与封闭装置52固定，且横向释压装置51处于被锁定状态时，其两侧面超出外侧的封闭装置52的两侧面所在平面。

若锁定装置53开启，横向释压装置51被释放后，横向释压装置51用于对横向的挤压力进行缓冲，降低对建筑体的冲击。

若云端服务器6获取到的横向受力数值高于第一预设横向受力数值阈值，则云端服务器6判定横向预警，云端服务器6向锁定装置53输出解锁信号。

第一预设横向受力数值阈值可根据建筑设计时的设计上限进行设定，具体的，获取建筑体横向受力区域的横向受力上限，并将其设置为第一预设横向受力数值阈值。

若云端服务器6接收到的横向受力数值高于第一预设横向受力数值阈值，则云端服务器6判定横向受力区域的受力可能超出建筑体承受上限，判定横向预警。在此情况下，云端服务器6向锁定装置53输出解锁信号，锁定装置53解锁，横向释压装置51被解锁，对横向受力区域的力进行缓冲。

若云端服务器6获取到纵向受力数值高于第一预设横向受力数值阈值，则云端服务器6判定纵向预警，云端服务器6向抓紧装置42输出抓紧信号。

第一预设纵向受力数值阈值可根据建筑设计时的设计上限进行设定，具体的，获取建筑体纵向受力区域的纵向受力上限，并将其设置为第一预设纵向受力数值阈值。

若云端服务器6接收到的纵向受力数值高于第一预设纵向受力数值阈值，则云端服务器6判定纵向受力区域的受力可能超出建筑体承受上限，判定纵向预警。在此情况下，云端服务器6向抓紧装置42输出抓紧信号，抓紧装置42伸出并抓住纵向受力区域的建筑体。

另外，作为一种实施方式，建筑体对抓紧装置42可预留抓紧位置，例如：在抓紧出口的四周对应抓紧装置42设置抓紧位置，抓紧装置42释放后插入抓紧位置对建筑体进行抓紧。

若云端服务器6判定横向预警和/或纵向预警时，云端服务器6向受力传感模组2输出自测信号，受力传感模组2接收到自测信号后对当前受力进行自测。

受力传感模组2可独立工作，独立向云端服务器6输出信号。若云端服务接收到某受力传感模组2输出的信息后判定横向预警和/或纵向预警，则云端服务器6向其他受力传感模组2输出自测信号，其他受力传感模组2根据自测信号对当前的受力区域的受力进行检测。另外，云端服务器6也可向该被判定横向预警和/或纵向预警的受力传感模组2输出自测信号，该受力传感模组2进行自测，降低误监测的概率。

若当前第一受力传感器21监测到纵向受力值超出第二预设纵向受力数值阈值，则第一受力传感器21通过数据采集模块3向云端服务器6输出纵向自测预警信号，云端服务器6向抓紧装置42输出解锁信号。

第二预设纵向受力数值阈值可设置为第一预设纵向受力数值阈值的一定比例，具体的，可设置为60-80%，即，若第二预设纵向受力数值阈值为第一预设纵向受力数值阈值的60-80%。

若当前的纵向受力数值超过第二预设纵向受力数值阈值，则向云端服务器6反馈自测预警信号，云端服务器6向抓紧装置42输出解锁信号。

若当前第二受力传感器22监测到横向受力值超出第二预设横向受力数值阈值，则第二受力传感器22通过数据采集模块3向云端服务器6输出横向自测预警信号，云端服务器6向解锁装置输出解锁信号。

第二预设横向受力数值阈值可设置为第一预设横向受力数值阈值的一定比例，具体的，可设置为60-80%，即，若第二预设横向受力数值阈值为第一预设横向受力数值阈值的60-80%。

若当前的横向受力数值超过第二预设横向受力数值阈值，则向云端服务器6反馈自测预警信号，云端服务器6向解锁装置输出解锁信号。

作为本实施例的一种实施方式，还可包括提示模块。提示模块根据云端服务器6输出的信息向建筑楼体内的人员进行播报。提示模块与云端服务器6连接，若云端服务器6判定横向预警和/或纵向预警，则云端服务器6获取预存的横向预警处理和/或纵向预警处理，并向提示模块输出。横向预警处理与纵向预警处理可为在遇到该状况时的逃生自救方案，对于不同的受力区的人员输出对应的预存逃生方案，逃生方案可预存与云端处理器，根据不同受力区的位置以及逃生通道的状态进行设计。

作为本实施例的一种实施方式，逃生方案可有多种备选项，设计多种逃生路线或自救路线，便于人员在不同的实际情况下进行逃生或自救路线的选择。

作为本实施例的一种实施方式，可对第一受力传感器21与第二受力传感器22根据设置的受力区域进行编号，云端服务器6获取第一受力传感器21和/或第二受力传感器22的编号，云端服务器6根据编号向设置于对应的受力区域的抓紧装置42和/或锁定装置53输出信号。

作为本实施例的一种实施方式，提示模块可与受力区域对应。云端服务器6根据出现横向预警和/或纵向预警的受力区域编号，向对应区域的提示模块输出预存的横向预警处理和/或纵向预警处理，便于向对应区域的人员发出警告提示。

实施例二

参考图2-4为例。

本实施例与上述实施例基本相同，不同之处在于，作为本实施例的一种优选，第一受力传感器21包括第一受力杆211与第一受力判断器212；所第一述受力判断器与数据采集模块3连接；第一受力杆211包括第一主杆213与毛细受力杆214；第一主杆213至少有一个，毛细受力杆214环绕第一主杆213并与其连接。

第一受力杆211连接第一受力判断器212，第一受力判断器212用于对第一受力杆211的受力进行判断与识别。

毛细受力杆214与第一主杆213连接，第一主杆213环绕第一受力判断器212设置。毛细受力杆214有若干个，将四周的力向第一主杆213传输，第一主杆213将该力向第一受力判断器212输出。作为本实施例的一种优选，第二受力传感器22包括第二受力杆221与第二受力判断器222；第二受力判断器222与数据采集模块3连接；第二受力杆221包括第二主杆223与多向受力环224；第二主杆223至少有一个，多向受力环224与第二主杆223连接。

第二受力杆221连接第二受力判断器222，第二受力判断器222用于对第二受力杆221的受力进行判断与识别。

多向受力环224与第二主杆223连接，第二主杆223环绕第一受力判断器212设置。多向受力环224有若干个，将四周的力向第二主杆223传输，第二主杆223将该力向第二受力判断器222输出。

作为本实施例的一种实施方式，若干个多向受力环224与第二主杆223的连接角度可不一致，帮助监测多个角度的力。以及，毛细受力杆214与第一主杆213的连接角度也可不一致。

作为本实施例的一种优选，第二预设纵向受力数值阈值低于第一预设纵向受力数值阈值；第二预设横向受力数值阈值低于第一预设横向受力数值阈值。

实施例三

参考图5-7为例。

本实施例与上述实施例基本相同，不同之处在于，作为本实施例的一种优选，抓紧出口为建筑楼体的纵向受力区域开设的纵向贯通的通孔，纵向释压装置41内置于抓紧出口内。纵向释压装置41内部中央设置有固定轴411，抓紧装置42与固定轴411固定连接。

抓紧出口可为纵向受力区域的一个通孔，纵向释压装置41设置于抓紧出口内。纵向释压装置41内部中空，固定轴411设置于纵向释压装置41的中央，固定轴411作为纵向释压装置41的轴心对抓紧装置42进行固定。抓紧装置42在工作状态下伸出抓紧建筑体，其另一端与固定轴411依旧连接。

作为本实施例的一种优选，抓紧装置42包括抓紧电机与抓紧件422，抓紧电机设置于固定轴411内，抓紧件422与抓紧电机连接。抓紧件422包括分别设置于固定轴411的上下两侧。

抓紧电机驱动抓紧件422对建筑体进行抓紧。抓紧件422设置于固定轴411的上下两端，分别对上下两侧的建筑体进行抓紧。

作为本实施例的一种优选，横向受力区域内设置有释压空间，封闭装置52设置于释压空间内。封闭装置52的两端还设置有保护装置522，保护装置522为伸缩件。保护装置522与锁定装置53联动。若锁定装置53开启，则保护装置522收缩。

释压空间即为横向受力区域内的内置空间，封闭装置52设置于释压空间内。保护装置522用于在横向释压装置51非工作状态时对其进行保护限位。

作为本实施例的一种优选，横向释压装置51包括两侧的受力组件512、连接受力组件512的阻尼装置。阻尼装置内设置有至少两个油室，油室对应设置有移动活塞，受力组件512与移动活塞连接，移动活塞受力在油室内移动。

该横向释压装置51通过油室内的液体的流动以及活塞的移动对横向的力进行释放，提高建筑体在横向的受力上限。

实施例四

参考图8为例。

本实施例与上述实施例基本相同，不同之处在于，作为本实施例的一种优选，抓紧装置42设置有裂隙监测传感器421，裂隙监测传感器421与抓紧装置42联动。若抓紧装置42开启，则裂隙监测传感器421启动。裂隙监测传感器421与云端服务器6连接。

裂隙监测装置用于对建筑体的完整性进行监测，其可为声波传感器或红外线传感器或雷达传感器等可对物体的表面或内部的状态进行监测的传感器。

若裂隙监测传感器421监测到出现裂隙，则裂隙监测传感器421向抓紧装置42输出抓紧信号，抓紧装置42启动并依程序对建筑体抓紧。

作为本实施例的一种优选，云端服务器6获取受力区域内的裂隙存在状态，若存在裂隙，则云端服务器6判定该建筑楼体出现损伤。

裂隙监测传感器421在监测到裂隙后向云端服务器6进行反馈，云端服务器6接收到反馈后，判定楼体存在损伤，则云端服务器6依程序，向对应的受力区域内的提示装置输出对应的提示信息，便于帮助对应的人员及时撤离。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。