基于北斗卫星和移动通信的测斜仪及测斜设备的制造方法
基于北斗卫星和移动通信的测斜仪及测斜设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及测量领域，特别涉及基于北斗卫星和移动通信的测斜仪及测斜设备。
【背景技术】
[0002]近年来全国的水电站开发进入黄金时期，已建、在建的水电站达到数万座。为了确保这些耗资巨大、与国计民生密切相关的水电站的安全耐久及下游生活的居民安全，必须对这些水电站周边的大坝、边坡、基坑和钻孔等进行内部形变测量。
[0003]现有技术中，对大坝、边坡、基坑和钻孔等进行内部形变测量的方法主要是，采集点通过传感器测量得到地层的变形数据，再通过传输技术将地层的变形数据传输到各级监控中心。
[0004]现有技术中，采集点在对大坝、边坡、基坑和钻孔的地层进行测量后，通常将测量数据传输给采集站，再由采集站传输给监控中心，再由监控中心传输给上级监控中心，不能实现测量数据的实时上传。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型提供了一种基于北斗卫星和移动通信的测斜仪及测斜设备，将地层内部变形数据直接通过北斗天线和/或通过移动通信天线传输给各级监控中心，缓解现有技术中地层内部变形数据不能实时上传的问题。
[0006]第一方面，本实用新型实施例提供了一种基于北斗卫星和移动通信的测斜仪，所述测斜仪包括测量元件、信号处理元件、数据处理元件及发送元件；
[0007]所述测量元件与所述信号处理元件连接，向所述信号处理元件发送地层测量信号;
[0008]所述信号处理元件与所述数据处理元件连接，向所述数据处理元件发送地层测量数据；
[0009]所述数据处理元件与所述发送元件连接，向所述发送元件发送地层内部变形数据；
[0010]所述发送元件通过北斗天线和/或通过移动通信天线发送所述地层内部变形数据。
[0011]结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面第一种可能的实施方式，其中，所述数据处理元件包括相互连接的微控制器和中央处理器。
[0012]结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面第二种可能的实施方式，其中，所述发送元件包括相互连接的BD基带处理芯片和北斗天线。
[0013]结合第一方面第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面第三种可能的实施方式，其中，所述发送元件还包括BD射频芯片和功分器，所述BD射频芯片为两个；
[0014]所述两个BD射频芯片均与所述BD基带处理芯片连接，所述两个BD射频芯片均与所述功分器连接，所述功分器与所述北斗天线连接。
[0015]结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面第四种可能的实施方式，其中，所述发送元件包括相互连接的移动通信基带处理芯片和移动通信天线。
[0016]结合第一方面第四种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面第五种可能的实施方式，其中，所述发送元件还包括移动通信射频芯片；
[0017]所述移动通信射频芯片分别与所述移动通信基带处理芯片和所述移动通信天线连接。
[0018]结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面第六种可能的实施方式，其中，所述数据处理元件包括管理接口、北斗卡和用户识别SIM卡，所述管理接口、所述北斗卡和所述用户识别SIM卡分别与所述中央处理器连接。
[0019]结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面第七种可能的实施方式，其中，所述测量元件包括光纤光栅弯曲传感器；所述信号处理元件包括相互连接的信号放大器和模数转换器。
[0020]结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面第八种可能的实施方式，其中，所述发送元件通过北斗天线和/或通过移动通信天线接收来自指挥装置的控制信号；
[0021]所述数据处理元件向所述指挥装置返回所述地层内部变形数据。
[0022]第二方面，本实用新型实施例还提供了一种基于北斗卫星和移动通信的测斜设备，所述设备包括第一方面、第一方面第一种至第八种可能的实施方式中的测斜仪，还包括第一方面第八种可能的实施方式中的指挥装置；
[0023]所述指挥装置包括控制信号发送元件，向所述测斜仪发送控制信号；
[0024]所述指挥装置还包括变形数据接收元件，接收所述测斜仪返回的地层内部变形数据。
[0025]本实用新型实施例中，测量元件与信号处理元件连接，能够向信号处理元件发送地层测量信号；信号处理元件与数据处理元件连接，能够向数据处理元件发送地层测量数据；数据处理元件与发送元件连接，能够向发送元件发送地层内部变形数据；发送元件能够通过北斗天线和/或通过移动通信天线发送上述地层内部变形数据。和现有技术相比，本实施例中的测斜仪能够将地层内部变形数据直接通过北斗天线和/或通过移动通信天线传输给各级监控中心，不需要通过采集站逐级上传，能够缓解现有技术中地层内部变形数据不能实时上传的问题。
【附图说明】
[0026]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0027]图1示出了本实用新型第一实施例所提供的基于北斗卫星和移动通信的测斜仪的一种结构示意图；
[0028]图2示出了本实用新型第一实施例所提供的数据处理元件的结构示意图；
[0029]图3示出了本实用新型第一实施例所提供的发送元件的一种结构示意图；
[0030]图4示出了本实用新型第一实施例所提供的发送元件的另一种结构示意图；
[0031]图5示出了本实用新型第一实施例所提供的基于北斗卫星和移动通信的测斜仪的另一种结构不意图；
[0032]图6示出了本实用新型第一实施例所提供的中央处理器的工作流程图；
[0033]图7示出了本实用新型第二实施例所提供的基于北斗卫星和移动通信的测斜设备的结构示意图。
【具体实施方式】
[0034]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0035]为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0036]针对现有技术中，采集点在对大坝、边坡、基坑和钻孔的地层进行测量后，不能实现测量数据实时上传的问题，本实用新型提供了一种基于北斗卫星和移动通信的测斜仪及测斜设备，能够将地层内部变形数据直接通过北斗天线和/或通过移动通信天线传输给各级监控中心，从而缓解现有技术中地层内部变形数据不能实时上传的问题。下面通过实施例 具体描述。
[0037]实施例一
[0038]如图1所示，本实用新型第一实施例提供了一种基于北斗卫星和移动通信的测斜仪，该测斜仪包括测量元件11、信号处理元件12、数据处理元件13及发送元件14，各元件连接关系如下。
[0039]测量元件11与信号处理元件12连接，向信号处理元件12发送地层测量信号；
[0040]信号处理元件12与数据处理元件13连接，向数据处理元件13发送地层测量数据；
[0041]数据处理元件13与发送元件14连接，向发送元件14发送地层内部变形数据；
[0042]发送元件14通过北斗天线和/或通过移动通信天线发送上述地层内部变形数据。
[0043]本实用新型实施例中，测量元件11与信号处理元件12连接，能够向信号处理元件12发送地层测量信号；信号处理元件12与数据处理元件13连接，能够向数据处理元件13发送地层测量数据；数据处理元件13与发送元件14连接，能够向发送元件14发送地层内部变形数据；发送元件14能够通过北斗天线和/或通过移动通信天线发送上述地层内部变形数据。和现有技术相比，本实施例中的测斜仪能够将地层内部变形数据直接通过北斗天线和/或通过移动通信天线传输给各级监控中心，不需要通过采集站逐级上传，能够缓解现有技术中地层内部变形数据不能实时上传的问题。
[0044]本实施例中，测量元件11对地层内部变形进行测量，得到地层测量信号，并将该地层测量信号发送至信号处理元件12。测量元件11可以包括光纤光栅弯曲传感器，还可以包括变形传感器，还可以同时包括光纤光栅弯曲传感器和变形传感器。光纤光栅弯曲传感器和变形传感器都能够对地层内部的变形进行测量，从而得到的地层测量信号。测量元件11可以包括多个光纤光栅弯曲传感器和/或多个变形传感器，分别布置在需要测量的地层中。由于光纤光栅弯曲传感器的测量准确度与变形传感器高，测量结果更加准确，因此一种优选的实施方式是，在需要测量的地层中布置三个光纤光栅弯曲传感器，对地层变形进行测量。本领域技术人员能够根据具体测量需要，在需要测量的地层中布置合适种类、合适数量的传感器，这里就不再一一举例。本实施例中，测量元件11得到的地层测量信号是模拟电信号，测量元件11将这些模拟电信号发送给信号处理元件12。
[0045]本实施例中，信号处理元件12对地层测量信号进行放大处理及模数转换处理，得到地层测量数据。信号处理元件12包括相互连接的信号放大器和模数转换器。具体地，信号放大器和测量元件11连接，模数转换器和数据处理元件13连接。信号处理元件12中的信号放大器对地层测量信号进行信号放大，并将放大后的信号发送给模数转换器。信号处理元件12中的模数转换对放大后的信号进行模数转换，得到地层测量数据。地层测量数据是数字信号。信号处理元件12还将地层测量数据发送给数据处理元件13。
[0046]本实施例中，数据处理元件13根据地层测量数据计算得到地层内部变形数据，并确定该地层内部变形数据的发送配置信息。如图2所示，数据处理元件13包括微控制器21和中央处理器22，微控制器21和中央处理22相互连接。微控制器21可以是常见的MCU(Micro Control Unit，微控制元件)，中央处理器也叫做CPU，英文全称CentralProcessing Unit0
[0047]微控制器21根据地层测量数据计算得到地层内部变形数据，并将地层内部变形数据发送至中央处理器22 ;中央处理器22读取预设的配置文件，确定地层内部变形数据的发送配置信息，发送配置信息包括发送方式、发送时间和发送频率。
[0048]具体地，微控制器21存储有预设的算法，能够根据地层测量数据计算得到地层内部变形数据。微控制器21的一种工作方式是:根据不同时间的地层测量数据计算得到地层内部变形数据。例如:上午9点时，地层测量数据为位移5米，上午10时，地层测量数据为位移10米，则微控制器21计算得到，该地层I小时以内的变形位移为5米，即地层内部变形数据为5米。
[0049]本领域技术人员能够知道，地层的变形种类包括位移变形、断裂变形等，因此本实施例中的地层内部变形数据包括地层内部的位移变形数据，还包括地层内部的断裂变形数据。
[0050]数据处理元件13中存储有配置文件，中央处理器22通过读取该配置文件能够确定地层内部变形数据的发送配置信息，发送配置信息可以包括地层内部变形数据的发送时间、发送频率、发送方式，其中发送方式包括通过北斗天线发送或者通过移动通信天线发送，或者同时通过北斗天线或者移动通信天线发送。数据处理元件13还将地层内部变形数据发送至发送元件14。
[0051]本实施例中，发送元件14按照上述地层内部变形数据的发送配置信息，通过北斗天线和/或通过移动通信天线发送上述地层内部变形数据。如图3所示，发送元件14包括相互连接的BD基带处理芯片31和北斗天线34 ;BD基带处理芯片31从数据处理元件13处获取地层内部变形数据，对地层内部变形数据进行处理，得到符合北斗通信协议的数据，并将该符合北斗通信协议的数据通过北斗天线34发送出去。
[0052]如图3所示，发送元件14还包括BD射频芯片32和功分器33，BD射频芯片32为两个；两个BD射频芯片32均与BD基带处理芯片32连接，两个BD射频芯片32均与功分器33连接，功分器33与北斗天线34连接。BD射频芯片32将符合北斗通信协议的数据转变为北斗射频信号，通过功分器33将该北斗射频信号发送至北斗天线34。
[0053]这里对功分器33的功能做简要介绍。功分器33是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等或不相等能量的器件，也可反过来将多路信号能量合成一路输出。
[0054]如图3所示的发送元件14的工作过程如下。
[0055]BD基带处理芯片31从数据处理元件13处获取地层内部变形数据，对地层内部变形数据进行处理，得到符合北斗通信协议的数据，并将给符合北斗通信协议的数据复制成两份、或者分成一半一半的关系，分别发送给两个BD射频芯片32。
[0056]这两个BD射频芯片32可以分别是北斗一代BD射频芯片和北斗二代BD射频芯片。当需要以北斗一代的方式发送时，则北斗一代BD射频芯片将该符合北斗通信协议的数据转变为北斗一代射频信号，并发送至功分器33，通过功分器33发送至北斗天线34，最后由北斗天线34将该北斗一代射频信号发送出去。
[0057]当需要以北斗二代的方式发送时，则北斗二代BD射频芯片将该符合北斗通信协议的数据转变为北斗二代射频信号，并发送至功分器33，再由功分器33发送至北斗天线34，最后由北斗天线34将该北斗二代射频信号发送出去。
[0058]当需要同时以北斗一代和北斗二代的方法发送时，则北斗一代BD射频芯片将该符合北斗通信协议的数据转变为北斗一代射频信号，并发送至功分器33，北斗二代BD射频芯片将该符合北斗通信协议的数据转变为北斗二代射频信号，并发送至功分器33，功分器33将两路北斗射频信号合为一路，形成北斗射频信号并发送至北斗天线34。最后由北斗天线34将该北斗射频信号发送出去。
[0059]通过本实施例中的发送元件14，能够兼容北斗一代和北斗二代两种发送方式，方便数据传输。
[0060]发送元件14还包括另一种结构方式。如图4所示 ，发送元件14包括相互连接的移动通信基带处理芯片41和移动通信天线43 ;移动通信基带处理芯片41从数据处理元件13处获取地层内部变形数据，对地层内部变形数据进行处理，得到符合移动通信协议的数据，并将该符合移动通信协议的数据通过移动通信天线43发送出去。
[0061]如图4所示，发送元件14还包括移动通信射频芯片42 ;移动通信射频芯片42分别与移动通信基带处理芯片41和移动通信天线43连接。移动通信射频芯片42将上述符合移动通信协议的数据转变为移动射频信号，并将该移动射频信号发送至移动通信天线43。
[0062]如图4所示的发送元件14的工作过程如下。
[0063]移动通信基带处理芯片41从数据处理元件13处获取地层内部变形数据，对地层内部变形数据进行处理，得到符合移动通信协议的数据，并将该符合移动通信协议的数据发送至移动通信射频芯片42，移动通信射频芯片42将该符合移动通信协议的数据转变为移动射频信号，并将该移动射频信号发送至移动通信天线43，移动通信天线43将该移动射频信号发送出去。
[0064]本实施例中发送的移动射频信号，可以是2G、3G或4G信号，从而满足不同情况的发送需求。
[0065]本实施例中，通过设置BD基带处理芯片31和移动通信基带处理芯片41，能够将地层内部变形数据转变为符合北斗通信协议或者移动通信协议的数据，从而满足北斗发送或者移动通信发送的要求。
[0066]本实施例中，通过设置BD射频芯片和移动通信射频芯片，能够生成射频信号，从而满足北斗天线或者移动通信天线的发送需求。
[0067]本实施例中，能够同时通过北斗天线和移动通信天线发送地层内部变形数据，这种数据备份发送的方式能够保证接收方准确接收到地层内部变形数据。
[0068]本实施例中，数据处理元件13还包括管理接口，管理接口与中央处理器22连接。本实施例中的测斜仪通过管理接口与终端，如电脑建立连接，使得管理人员能够通过电脑对测斜仪实现开放式管理，进行更改数据处理元件中的配置信息等操作。
[0069]本实施例中，数据处理元件13还包括北斗卡和用户识别SM卡，北斗卡和SM卡(Subscriber Identity Module，智能卡)可以分别与中央处理器22连接，中央处理器22读取北斗卡中的信息和SIM卡中的信息，从而实现北斗发送和移动通信发送。
[0070]本实施例中，发送元件14还通过北斗天线和/或通过移动通信天线接收来自指挥装置的控制信号；数据处理元件13向所述指挥装置返回所述地层内部变形数据。
[0071]具体地，本实施例中的测斜仪还可以在指挥装置的控制下实现地层测量和数据发送功能。发送元件14中的北斗天线和移动通信天线能够接收指挥装置发送的控制信号，该控制信号是无线信号，北斗天线和移动通信天线可以将无线信号转换为有线信号并发送至BD射频芯片和移动通信射频芯片。BD射频芯片和移动通信射频芯片分别能够接收来自北斗天线和移动通信天线的信号，并通过BD基带处理芯片和移动通信基带处理芯片传输给数据处理元件13。
[0072]这里需要注意得是，当通过北斗天线接收控制信号时，发送元件14中的功分器将控制信号分为两路，分别发送至北斗一代射频芯片和北斗二代射频芯片进行解析，若控制信号是北斗一代控制信号，则北斗二代射频芯片将解析失败而北斗一代射频芯片解析成功。若控制信号是北斗二代控制信号，则北斗一代射频芯片将解析失败而北斗二代射频芯片解析成功。因此针对不同类型的控制信号都能够解析成功。北斗一代射频芯片和北斗二代射频芯片将解析生成的信息发送至BD基带处理芯片，再由BD基带处理芯片发送至数据处理元件13。
[0073]数据处理元件13中的中央处理器22对控制信号进行解析，生成控制指令发送给微控制器21，微控制器21对控制指令进行解析，并将解析后的指令发送给测量元件11，使得测量元件11按照控制信号对地层进行测量。控制信号中可以包括要求测量地层的时间、测量地层的次数、以及发送数据的方式、时间和频率等。
[0074]数据处理元件13按照控制信号控制测量元件11在规定的时间按对地层内部变形进行测量，并测量规定的次数。数据处理元件13还控制发送元件14按照规定的发送方式、发送时间和发送频率向指挥装置返回地层内部变形数据。
[0075]综上可知，和现有技术相比，本实施例中的测斜仪能够将地层内部变形数据直接通过北斗天线或者移动通信天线传输给各级监控中心，不需要通过采集站逐级上传，能够缓解现有技术中地层内部变形数据不能实时上传的问题。
[0076]基于以上描述，本实施例还提供了一种基于北斗卫星和移动通信的测斜仪，其结构如图5所示，该测斜仪包括光纤光栅传感器511、光纤光栅传感器512、光纤光栅传感器513、信号放大器 514、A/D 模块(Analog to Digital Converter，模数转换)515、MCU516、CPU517、BD 基带处理芯片 518、D/A模块(Digital to Analog Converter，数模转换)519、BD射频芯片520、BD射频芯片521、功分器522、北斗天线523、移动通信基带处理芯片524、D/A模块525、移动通信射频芯片526、移动通信天线527、管理接口 528、SRAM (Static RandomAccess Memory，静态高速缓存)529、FLASH 内存 530、北斗卡 531、SM 卡 532。
[0077]图5中，光纤光栅传感器511、光纤光栅传感器512、光纤光栅传感器513分别设置于需要测量的地层中，光纤光栅传感器512、光纤光栅传感器513将测量得到的地层测量信号发送给信号放大器514。
[0078]信号放大器514对地层测量信号进行信号增强，并将增强后的信号发送给A/D模块515，A/D模块515对其进行模数转换，得到地层测量数据，并将地层测量数据发送给MCU516o
[0079]MCU516根据预设的算法对地层测量数据进行计算，得到地层内部变形数据，并将该地层内部变形数据发送给CPU517。CPU517将地层内部变形数据放入SRAM529中等待发送，并从FLASH内存530中读取配置信息，确定数据的发送方式、发送时间和发送频率等信息。其中，FLASH内存530中存储有测斜仪工作所需的应用程序和配置文件。
[0080]如果是需要北斗天线发送，则CPU517读取北斗卡531中的信息，并将地层内部变形数据发送给BD基带处理芯片518。BD基带处理芯片518将地层内部变形数据转换成符合北斗通信协议的数据，并发送至D/A模块519进行数模转换，得到对应的数字信号。D/A模块519将得到的数字信号分成两份，分别发送给BD射频芯片520、BD射频芯片521。BD射频芯片520、BD射频芯片521分别生成对应的北斗射频信号，并发送至功分器522，功分器522将两路信号北斗射频信号合为一路北斗射频信号，再发送至北斗天线523。北斗天线523将北斗射频信号发送出去，达到数据传输的目的。
[0081]这里的BD射频芯片520、BD射频芯片521可以分别是北斗一代的射频芯片和北斗二代的射频芯片，从而满足不同情况的传输需要。
[0082]如果是需要移动通信天线发送，则CPU517读取SM卡532中的信 息，并将地层内部变形数据发送给移动通信基带处理芯片524。移动通信基带处理芯片524将地层内部变形数据转换成符合移动通信协议的数据，并发送至D/A模块525进行数模转换，得到对应的数字信号。D/A模块525将得到的数字信号发送给移动通信射频芯片526。移动通信射频芯片526生成对应的移动射频信号，并通过移动通信天线527将生成的移动射频信号发送出去，达到数据传输的目的。
[0083]图6是图5中的中央处理器CPU517的工作流程示意图。如图6所示，CPU517的工作流程包括以下步骤。
[0084]步骤601，CPU517从MCU516处获取地层内部变形数据。
[0085]步骤602，CPU517将地层内部变形数据放入缓存等待发送.
[0086]步骤603，CPU517读取配置文件，确定数据的发送方式、发送时间和发送频率。
[0087]步骤604，CPU517判断该地层内部变形数据是否是通过北斗进行传输，如果是，则执行步骤605，否则执行步骤606。
[0088]步骤605，通过北斗天线传输地层内部变形数据。
[0089]步骤606，通过移动通信天线传输地层内部变形数据。
[0090]可见，通过图5图6中的基于北斗卫星和移动通信的测斜仪和其中CPU的工作流程，能够将地层内部变形数据直接通过北斗天线或者移动通信天线传输给各级监控中心，不需要通过采集站逐级上传，能够缓解现有技术中地层内部变形数据不能实时上传的问题。
[0091]通过实施例一中的基于北斗卫星和移动通信的测斜仪，与现有技术相比具有以下优点。
[0092](I)本实施例中的基于北斗卫星和移动通信的测斜仪能够实现变形数据的实时传输。(2)本实施例中的基于北斗卫星和移动通信的测斜仪通过北斗天线或者移动通信天线传输数据，传输效果稳定可靠。(3)本实施例中的基于北斗卫星和移动通信的测斜仪采用光纤光栅获取物体内部位移或者变形数据，测量数据精准度高。(4)本实施例中的基于北斗卫星和移动通信的测斜仪安装方便，使用无线传输，无需增加埋线工程。(5)本实施例中的基于北斗卫星和移动通信的测斜仪自动化程度高，使用简单方便，减少人工劳动强度，增加人员的安全性。(6)本实施例中的基于北斗卫星和移动通信的测斜仪能够采用北斗和移动通信互为备份的方式传输数据，稳定可靠，不会丢失数据。
[0093]实施例二
[0094]如图7所示，在实施例一的基础上，本实用新型第二实施例还提供了一种基于北斗卫星和移动通信的测斜设备，该设备包括实施例一中的测斜仪和指挥装置，即图7中的测斜仪71和指挥装置72。
[0095]指挥装置72包括控制信号发送元件721，向测斜仪71发送控制信号；指挥装置72还包括变形数据接收元件722，接收测斜仪71返回的地层内部变形数据。
[0096]具体地，在指挥装置72中，通过控制信号发送元件721能够向测斜仪71发送控制信号，该控制信号中可以包括要求测斜仪测量地层的时间、测量地层的次数、以及发送数据的方式、时间和频率等。
[0097]测斜仪71根据指挥装置72发送的控制信号进行地层测量，并向指挥装置72返回地层内部变形数据。
[0098]在指挥装置72中，通过变形数据接收元件722能够接收测斜仪71返回的地层内部变形数据，从而进行后续处理。
[0099]可见，通过本实施例中的基于北斗卫星和移动通信的测斜设备，能够通过指挥装置控制测斜仪对地层的变形情况进行测量，指挥装置和测斜仪之间通过北斗天线或者移动通信天线的方式进行数据传输，能够保证数据传输的实时性。
[0100]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种基于北斗卫星和移动通信的测斜仪，其特征在于，所述测斜仪包括测量元件、信号处理元件、数据处理元件及发送元件； 所述测量元件与所述信号处理元件连接，向所述信号处理元件发送地层测量信号； 所述信号处理元件与所述数据处理元件连接，向所述数据处理元件发送地层测量数据； 所述数据处理元件与所述发送元件连接，向所述发送元件发送地层内部变形数据； 所述发送元件通过北斗天线和/或通过移动通信天线发送所述地层内部变形数据。2.根据权利要求1所述的测斜仪，其特征在于，所述数据处理元件包括相互连接的微控制器和中央处理器。3.根据权利要求1所述的测斜仪，其特征在于，所述发送元件包括相互连接的BD基带处理芯片和北斗天线。4.根据权利要求3所述的测斜仪，其特征在于，所述发送元件还包括BD射频芯片和功分器，所述BD射频芯片为两个； 所述两个BD射频芯片均与所述BD基带处理芯片连接，所述两个BD射频芯片均与所述功分器连接，所述功分器与所述北斗天线连接。5.根据权利要求1所述的测斜仪，其特征在于，所述发送元件包括相互连接的移动通信基带处理芯片和移动通信天线。6.根据权利要求5所述的测斜仪，其特征在于，所述发送元件还包括移动通信射频芯片； 所述移动通信射频芯片分别与所述移动通信基带处理芯片和所述移动通信天线连接。7.根据权利要求1所述的测斜仪，其特征在于，所述数据处理元件包括管理接口、北斗卡和用户识别SIM卡，所述管理接口、所述北斗卡和所述用户识别SIM卡分别与所述中央处理器连接。8.根据权利要求1所述的测斜仪，其特征在于，所述测量元件包括光纤光栅弯曲传感器；所述信号处理元件包括相互连接的信号放大器和模数转换器。9.根据权利要求1所述的测斜仪，其特征在于，所述发送元件通过北斗天线和/或通过移动通信天线接收来自指挥装置的控制信号； 所述数据处理元件向所述指挥装置返回所述地层内部变形数据。10.一种基于北斗卫星和移动通信的测斜设备，其特征在于，所述设备包括如权利要求1至9任一项所述的测斜仪，还包括如权利要求9所述的指挥装置； 所述指挥装置包括控制信号发送元件，向所述测斜仪发送控制信号； 所述指挥装置还包括变形数据接收元件，接收所述测斜仪返回的地层内部变形数据。
【专利摘要】本实用新型提供了一种基于北斗卫星和移动通信的测斜仪及测斜设备，其中，所述测斜仪包括测量元件、信号处理元件、数据处理元件及发送元件；所述测量元件与所述信号处理元件连接，向所述信号处理元件发送地层测量信号；所述信号处理元件与所述数据处理元件连接，向所述数据处理元件发送地层测量数据；所述数据处理元件与所述发送元件连接，向所述发送元件发送地层内部变形数据；所述发送元件通过北斗天线和/或通过移动通信天线发送所述地层内部变形数据。本实用新型能够将地层内部变形数据直接通过北斗天线和/或通过移动通信天线传输给各级监控中心，缓解现有技术中地层内部变形数据不能实时上传的问题。
【IPC分类】G08C17/02, G01B11/16, H04L29/06
【公开号】CN204694215
【申请号】CN201520476360
【发明人】席亚飞, 章珂
【申请人】中水银星科技（北京）有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年7月2日
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及测量领域，特别涉及基于北斗卫星和移动通信的测斜仪及测斜设备。
【背景技术】
[0002]近年来全国的水电站开发进入黄金时期，已建、在建的水电站达到数万座。为了确保这些耗资巨大、与国计民生密切相关的水电站的安全耐久及下游生活的居民安全，必须对这些水电站周边的大坝、边坡、基坑和钻孔等进行内部形变测量。
[0003]现有技术中，对大坝、边坡、基坑和钻孔等进行内部形变测量的方法主要是，采集点通过传感器测量得到地层的变形数据，再通过传输技术将地层的变形数据传输到各级监控中心。
[0004]现有技术中，采集点在对大坝、边坡、基坑和钻孔的地层进行测量后，通常将测量数据传输给采集站，再由采集站传输给监控中心，再由监控中心传输给上级监控中心，不能实现测量数据的实时上传。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型提供了一种基于北斗卫星和移动通信的测斜仪及测斜设备，将地层内部变形数据直接通过北斗天线和/或通过移动通信天线传输给各级监控中心，缓解现有技术中地层内部变形数据不能实时上传的问题。
[0006]第一方面，本实用新型实施例提供了一种基于北斗卫星和移动通信的测斜仪，所述测斜仪包括测量元件、信号处理元件、数据处理元件及发送元件；
[0007]所述测量元件与所述信号处理元件连接，向所述信号处理元件发送地层测量信号;
[0008]所述信号处理元件与所述数据处理元件连接，向所述数据处理元件发送地层测量数据；
[0009]所述数据处理元件与所述发送元件连接，向所述发送元件发送地层内部变形数据；
[0010]所述发送元件通过北斗天线和/或通过移动通信天线发送所述地层内部变形数据。
[0011]结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面第一种可能的实施方式，其中，所述数据处理元件包括相互连接的微控制器和中央处理器。
[0012]结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面第二种可能的实施方式，其中，所述发送元件包括相互连接的BD基带处理芯片和北斗天线。
[0013]结合第一方面第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面第三种可能的实施方式，其中，所述发送元件还包括BD射频芯片和功分器，所述BD射频芯片为两个；
[0014]所述两个BD射频芯片均与所述BD基带处理芯片连接，所述两个BD射频芯片均与所述功分器连接，所述功分器与所述北斗天线连接。
[0015]结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面第四种可能的实施方式，其中，所述发送元件包括相互连接的移动通信基带处理芯片和移动通信天线。
[0016]结合第一方面第四种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面第五种可能的实施方式，其中，所述发送元件还包括移动通信射频芯片；
[0017]所述移动通信射频芯片分别与所述移动通信基带处理芯片和所述移动通信天线连接。
[0018]结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面第六种可能的实施方式，其中，所述数据处理元件包括管理接口、北斗卡和用户识别SIM卡，所述管理接口、所述北斗卡和所述用户识别SIM卡分别与所述中央处理器连接。
[0019]结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面第七种可能的实施方式，其中，所述测量元件包括光纤光栅弯曲传感器；所述信号处理元件包括相互连接的信号放大器和模数转换器。
[0020]结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面第八种可能的实施方式，其中，所述发送元件通过北斗天线和/或通过移动通信天线接收来自指挥装置的控制信号；
[0021]所述数据处理元件向所述指挥装置返回所述地层内部变形数据。
[0022]第二方面，本实用新型实施例还提供了一种基于北斗卫星和移动通信的测斜设备，所述设备包括第一方面、第一方面第一种至第八种可能的实施方式中的测斜仪，还包括第一方面第八种可能的实施方式中的指挥装置；
[0023]所述指挥装置包括控制信号发送元件，向所述测斜仪发送控制信号；
[0024]所述指挥装置还包括变形数据接收元件，接收所述测斜仪返回的地层内部变形数据。
[0025]本实用新型实施例中，测量元件与信号处理元件连接，能够向信号处理元件发送地层测量信号；信号处理元件与数据处理元件连接，能够向数据处理元件发送地层测量数据；数据处理元件与发送元件连接，能够向发送元件发送地层内部变形数据；发送元件能够通过北斗天线和/或通过移动通信天线发送上述地层内部变形数据。和现有技术相比，本实施例中的测斜仪能够将地层内部变形数据直接通过北斗天线和/或通过移动通信天线传输给各级监控中心，不需要通过采集站逐级上传，能够缓解现有技术中地层内部变形数据不能实时上传的问题。
【附图说明】
[0026]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0027]图1示出了本实用新型第一实施例所提供的基于北斗卫星和移动通信的测斜仪的一种结构示意图；
[0028]图2示出了本实用新型第一实施例所提供的数据处理元件的结构示意图；
[0029]图3示出了本实用新型第一实施例所提供的发送元件的一种结构示意图；
[0030]图4示出了本实用新型第一实施例所提供的发送元件的另一种结构示意图；
[0031]图5示出了本实用新型第一实施例所提供的基于北斗卫星和移动通信的测斜仪的另一种结构不意图；
[0032]图6示出了本实用新型第一实施例所提供的中央处理器的工作流程图；
[0033]图7示出了本实用新型第二实施例所提供的基于北斗卫星和移动通信的测斜设备的结构示意图。
【具体实施方式】
[0034]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0035]为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0036]针对现有技术中，采集点在对大坝、边坡、基坑和钻孔的地层进行测量后，不能实现测量数据实时上传的问题，本实用新型提供了一种基于北斗卫星和移动通信的测斜仪及测斜设备，能够将地层内部变形数据直接通过北斗天线和/或通过移动通信天线传输给各级监控中心，从而缓解现有技术中地层内部变形数据不能实时上传的问题。下面通过实施例 具体描述。
[0037]实施例一
[0038]如图1所示，本实用新型第一实施例提供了一种基于北斗卫星和移动通信的测斜仪，该测斜仪包括测量元件11、信号处理元件12、数据处理元件13及发送元件14，各元件连接关系如下。
[0039]测量元件11与信号处理元件12连接，向信号处理元件12发送地层测量信号；
[0040]信号处理元件12与数据处理元件13连接，向数据处理元件13发送地层测量数据；
[0041]数据处理元件13与发送元件14连接，向发送元件14发送地层内部变形数据；
[0042]发送元件14通过北斗天线和/或通过移动通信天线发送上述地层内部变形数据。
[0043]本实用新型实施例中，测量元件11与信号处理元件12连接，能够向信号处理元件12发送地层测量信号；信号处理元件12与数据处理元件13连接，能够向数据处理元件13发送地层测量数据；数据处理元件13与发送元件14连接，能够向发送元件14发送地层内部变形数据；发送元件14能够通过北斗天线和/或通过移动通信天线发送上述地层内部变形数据。和现有技术相比，本实施例中的测斜仪能够将地层内部变形数据直接通过北斗天线和/或通过移动通信天线传输给各级监控中心，不需要通过采集站逐级上传，能够缓解现有技术中地层内部变形数据不能实时上传的问题。
[0044]本实施例中，测量元件11对地层内部变形进行测量，得到地层测量信号，并将该地层测量信号发送至信号处理元件12。测量元件11可以包括光纤光栅弯曲传感器，还可以包括变形传感器，还可以同时包括光纤光栅弯曲传感器和变形传感器。光纤光栅弯曲传感器和变形传感器都能够对地层内部的变形进行测量，从而得到的地层测量信号。测量元件11可以包括多个光纤光栅弯曲传感器和/或多个变形传感器，分别布置在需要测量的地层中。由于光纤光栅弯曲传感器的测量准确度与变形传感器高，测量结果更加准确，因此一种优选的实施方式是，在需要测量的地层中布置三个光纤光栅弯曲传感器，对地层变形进行测量。本领域技术人员能够根据具体测量需要，在需要测量的地层中布置合适种类、合适数量的传感器，这里就不再一一举例。本实施例中，测量元件11得到的地层测量信号是模拟电信号，测量元件11将这些模拟电信号发送给信号处理元件12。
[0045]本实施例中，信号处理元件12对地层测量信号进行放大处理及模数转换处理，得到地层测量数据。信号处理元件12包括相互连接的信号放大器和模数转换器。具体地，信号放大器和测量元件11连接，模数转换器和数据处理元件13连接。信号处理元件12中的信号放大器对地层测量信号进行信号放大，并将放大后的信号发送给模数转换器。信号处理元件12中的模数转换对放大后的信号进行模数转换，得到地层测量数据。地层测量数据是数字信号。信号处理元件12还将地层测量数据发送给数据处理元件13。
[0046]本实施例中，数据处理元件13根据地层测量数据计算得到地层内部变形数据，并确定该地层内部变形数据的发送配置信息。如图2所示，数据处理元件13包括微控制器21和中央处理器22，微控制器21和中央处理22相互连接。微控制器21可以是常见的MCU(Micro Control Unit，微控制元件)，中央处理器也叫做CPU，英文全称CentralProcessing Unit0
[0047]微控制器21根据地层测量数据计算得到地层内部变形数据，并将地层内部变形数据发送至中央处理器22 ;中央处理器22读取预设的配置文件，确定地层内部变形数据的发送配置信息，发送配置信息包括发送方式、发送时间和发送频率。
[0048]具体地，微控制器21存储有预设的算法，能够根据地层测量数据计算得到地层内部变形数据。微控制器21的一种工作方式是:根据不同时间的地层测量数据计算得到地层内部变形数据。例如:上午9点时，地层测量数据为位移5米，上午10时，地层测量数据为位移10米，则微控制器21计算得到，该地层I小时以内的变形位移为5米，即地层内部变形数据为5米。
[0049]本领域技术人员能够知道，地层的变形种类包括位移变形、断裂变形等，因此本实施例中的地层内部变形数据包括地层内部的位移变形数据，还包括地层内部的断裂变形数据。
[0050]数据处理元件13中存储有配置文件，中央处理器22通过读取该配置文件能够确定地层内部变形数据的发送配置信息，发送配置信息可以包括地层内部变形数据的发送时间、发送频率、发送方式，其中发送方式包括通过北斗天线发送或者通过移动通信天线发送，或者同时通过北斗天线或者移动通信天线发送。数据处理元件13还将地层内部变形数据发送至发送元件14。
[0051]本实施例中，发送元件14按照上述地层内部变形数据的发送配置信息，通过北斗天线和/或通过移动通信天线发送上述地层内部变形数据。如图3所示，发送元件14包括相互连接的BD基带处理芯片31和北斗天线34 ;BD基带处理芯片31从数据处理元件13处获取地层内部变形数据，对地层内部变形数据进行处理，得到符合北斗通信协议的数据，并将该符合北斗通信协议的数据通过北斗天线34发送出去。
[0052]如图3所示，发送元件14还包括BD射频芯片32和功分器33，BD射频芯片32为两个；两个BD射频芯片32均与BD基带处理芯片32连接，两个BD射频芯片32均与功分器33连接，功分器33与北斗天线34连接。BD射频芯片32将符合北斗通信协议的数据转变为北斗射频信号，通过功分器33将该北斗射频信号发送至北斗天线34。
[0053]这里对功分器33的功能做简要介绍。功分器33是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等或不相等能量的器件，也可反过来将多路信号能量合成一路输出。
[0054]如图3所示的发送元件14的工作过程如下。
[0055]BD基带处理芯片31从数据处理元件13处获取地层内部变形数据，对地层内部变形数据进行处理，得到符合北斗通信协议的数据，并将给符合北斗通信协议的数据复制成两份、或者分成一半一半的关系，分别发送给两个BD射频芯片32。
[0056]这两个BD射频芯片32可以分别是北斗一代BD射频芯片和北斗二代BD射频芯片。当需要以北斗一代的方式发送时，则北斗一代BD射频芯片将该符合北斗通信协议的数据转变为北斗一代射频信号，并发送至功分器33，通过功分器33发送至北斗天线34，最后由北斗天线34将该北斗一代射频信号发送出去。
[0057]当需要以北斗二代的方式发送时，则北斗二代BD射频芯片将该符合北斗通信协议的数据转变为北斗二代射频信号，并发送至功分器33，再由功分器33发送至北斗天线34，最后由北斗天线34将该北斗二代射频信号发送出去。
[0058]当需要同时以北斗一代和北斗二代的方法发送时，则北斗一代BD射频芯片将该符合北斗通信协议的数据转变为北斗一代射频信号，并发送至功分器33，北斗二代BD射频芯片将该符合北斗通信协议的数据转变为北斗二代射频信号，并发送至功分器33，功分器33将两路北斗射频信号合为一路，形成北斗射频信号并发送至北斗天线34。最后由北斗天线34将该北斗射频信号发送出去。
[0059]通过本实施例中的发送元件14，能够兼容北斗一代和北斗二代两种发送方式，方便数据传输。
[0060]发送元件14还包括另一种结构方式。如图4所示 ，发送元件14包括相互连接的移动通信基带处理芯片41和移动通信天线43 ;移动通信基带处理芯片41从数据处理元件13处获取地层内部变形数据，对地层内部变形数据进行处理，得到符合移动通信协议的数据，并将该符合移动通信协议的数据通过移动通信天线43发送出去。
[0061]如图4所示，发送元件14还包括移动通信射频芯片42 ;移动通信射频芯片42分别与移动通信基带处理芯片41和移动通信天线43连接。移动通信射频芯片42将上述符合移动通信协议的数据转变为移动射频信号，并将该移动射频信号发送至移动通信天线43。
[0062]如图4所示的发送元件14的工作过程如下。
[0063]移动通信基带处理芯片41从数据处理元件13处获取地层内部变形数据，对地层内部变形数据进行处理，得到符合移动通信协议的数据，并将该符合移动通信协议的数据发送至移动通信射频芯片42，移动通信射频芯片42将该符合移动通信协议的数据转变为移动射频信号，并将该移动射频信号发送至移动通信天线43，移动通信天线43将该移动射频信号发送出去。
[0064]本实施例中发送的移动射频信号，可以是2G、3G或4G信号，从而满足不同情况的发送需求。
[0065]本实施例中，通过设置BD基带处理芯片31和移动通信基带处理芯片41，能够将地层内部变形数据转变为符合北斗通信协议或者移动通信协议的数据，从而满足北斗发送或者移动通信发送的要求。
[0066]本实施例中，通过设置BD射频芯片和移动通信射频芯片，能够生成射频信号，从而满足北斗天线或者移动通信天线的发送需求。
[0067]本实施例中，能够同时通过北斗天线和移动通信天线发送地层内部变形数据，这种数据备份发送的方式能够保证接收方准确接收到地层内部变形数据。
[0068]本实施例中，数据处理元件13还包括管理接口，管理接口与中央处理器22连接。本实施例中的测斜仪通过管理接口与终端，如电脑建立连接，使得管理人员能够通过电脑对测斜仪实现开放式管理，进行更改数据处理元件中的配置信息等操作。
[0069]本实施例中，数据处理元件13还包括北斗卡和用户识别SM卡，北斗卡和SM卡(Subscriber Identity Module，智能卡)可以分别与中央处理器22连接，中央处理器22读取北斗卡中的信息和SIM卡中的信息，从而实现北斗发送和移动通信发送。
[0070]本实施例中，发送元件14还通过北斗天线和/或通过移动通信天线接收来自指挥装置的控制信号；数据处理元件13向所述指挥装置返回所述地层内部变形数据。
[0071]具体地，本实施例中的测斜仪还可以在指挥装置的控制下实现地层测量和数据发送功能。发送元件14中的北斗天线和移动通信天线能够接收指挥装置发送的控制信号，该控制信号是无线信号，北斗天线和移动通信天线可以将无线信号转换为有线信号并发送至BD射频芯片和移动通信射频芯片。BD射频芯片和移动通信射频芯片分别能够接收来自北斗天线和移动通信天线的信号，并通过BD基带处理芯片和移动通信基带处理芯片传输给数据处理元件13。
[0072]这里需要注意得是，当通过北斗天线接收控制信号时，发送元件14中的功分器将控制信号分为两路，分别发送至北斗一代射频芯片和北斗二代射频芯片进行解析，若控制信号是北斗一代控制信号，则北斗二代射频芯片将解析失败而北斗一代射频芯片解析成功。若控制信号是北斗二代控制信号，则北斗一代射频芯片将解析失败而北斗二代射频芯片解析成功。因此针对不同类型的控制信号都能够解析成功。北斗一代射频芯片和北斗二代射频芯片将解析生成的信息发送至BD基带处理芯片，再由BD基带处理芯片发送至数据处理元件13。
[0073]数据处理元件13中的中央处理器22对控制信号进行解析，生成控制指令发送给微控制器21，微控制器21对控制指令进行解析，并将解析后的指令发送给测量元件11，使得测量元件11按照控制信号对地层进行测量。控制信号中可以包括要求测量地层的时间、测量地层的次数、以及发送数据的方式、时间和频率等。
[0074]数据处理元件13按照控制信号控制测量元件11在规定的时间按对地层内部变形进行测量，并测量规定的次数。数据处理元件13还控制发送元件14按照规定的发送方式、发送时间和发送频率向指挥装置返回地层内部变形数据。
[0075]综上可知，和现有技术相比，本实施例中的测斜仪能够将地层内部变形数据直接通过北斗天线或者移动通信天线传输给各级监控中心，不需要通过采集站逐级上传，能够缓解现有技术中地层内部变形数据不能实时上传的问题。
[0076]基于以上描述，本实施例还提供了一种基于北斗卫星和移动通信的测斜仪，其结构如图5所示，该测斜仪包括光纤光栅传感器511、光纤光栅传感器512、光纤光栅传感器513、信号放大器 514、A/D 模块(Analog to Digital Converter，模数转换)515、MCU516、CPU517、BD 基带处理芯片 518、D/A模块(Digital to Analog Converter，数模转换)519、BD射频芯片520、BD射频芯片521、功分器522、北斗天线523、移动通信基带处理芯片524、D/A模块525、移动通信射频芯片526、移动通信天线527、管理接口 528、SRAM (Static RandomAccess Memory，静态高速缓存)529、FLASH 内存 530、北斗卡 531、SM 卡 532。
[0077]图5中，光纤光栅传感器511、光纤光栅传感器512、光纤光栅传感器513分别设置于需要测量的地层中，光纤光栅传感器512、光纤光栅传感器513将测量得到的地层测量信号发送给信号放大器514。
[0078]信号放大器514对地层测量信号进行信号增强，并将增强后的信号发送给A/D模块515，A/D模块515对其进行模数转换，得到地层测量数据，并将地层测量数据发送给MCU516o
[0079]MCU516根据预设的算法对地层测量数据进行计算，得到地层内部变形数据，并将该地层内部变形数据发送给CPU517。CPU517将地层内部变形数据放入SRAM529中等待发送，并从FLASH内存530中读取配置信息，确定数据的发送方式、发送时间和发送频率等信息。其中，FLASH内存530中存储有测斜仪工作所需的应用程序和配置文件。
[0080]如果是需要北斗天线发送，则CPU517读取北斗卡531中的信息，并将地层内部变形数据发送给BD基带处理芯片518。BD基带处理芯片518将地层内部变形数据转换成符合北斗通信协议的数据，并发送至D/A模块519进行数模转换，得到对应的数字信号。D/A模块519将得到的数字信号分成两份，分别发送给BD射频芯片520、BD射频芯片521。BD射频芯片520、BD射频芯片521分别生成对应的北斗射频信号，并发送至功分器522，功分器522将两路信号北斗射频信号合为一路北斗射频信号，再发送至北斗天线523。北斗天线523将北斗射频信号发送出去，达到数据传输的目的。
[0081]这里的BD射频芯片520、BD射频芯片521可以分别是北斗一代的射频芯片和北斗二代的射频芯片，从而满足不同情况的传输需要。
[0082]如果是需要移动通信天线发送，则CPU517读取SM卡532中的信 息，并将地层内部变形数据发送给移动通信基带处理芯片524。移动通信基带处理芯片524将地层内部变形数据转换成符合移动通信协议的数据，并发送至D/A模块525进行数模转换，得到对应的数字信号。D/A模块525将得到的数字信号发送给移动通信射频芯片526。移动通信射频芯片526生成对应的移动射频信号，并通过移动通信天线527将生成的移动射频信号发送出去，达到数据传输的目的。
[0083]图6是图5中的中央处理器CPU517的工作流程示意图。如图6所示，CPU517的工作流程包括以下步骤。
[0084]步骤601，CPU517从MCU516处获取地层内部变形数据。
[0085]步骤602，CPU517将地层内部变形数据放入缓存等待发送.
[0086]步骤603，CPU517读取配置文件，确定数据的发送方式、发送时间和发送频率。
[0087]步骤604，CPU517判断该地层内部变形数据是否是通过北斗进行传输，如果是，则执行步骤605，否则执行步骤606。
[0088]步骤605，通过北斗天线传输地层内部变形数据。
[0089]步骤606，通过移动通信天线传输地层内部变形数据。
[0090]可见，通过图5图6中的基于北斗卫星和移动通信的测斜仪和其中CPU的工作流程，能够将地层内部变形数据直接通过北斗天线或者移动通信天线传输给各级监控中心，不需要通过采集站逐级上传，能够缓解现有技术中地层内部变形数据不能实时上传的问题。
[0091]通过实施例一中的基于北斗卫星和移动通信的测斜仪，与现有技术相比具有以下优点。
[0092](I)本实施例中的基于北斗卫星和移动通信的测斜仪能够实现变形数据的实时传输。(2)本实施例中的基于北斗卫星和移动通信的测斜仪通过北斗天线或者移动通信天线传输数据，传输效果稳定可靠。(3)本实施例中的基于北斗卫星和移动通信的测斜仪采用光纤光栅获取物体内部位移或者变形数据，测量数据精准度高。(4)本实施例中的基于北斗卫星和移动通信的测斜仪安装方便，使用无线传输，无需增加埋线工程。(5)本实施例中的基于北斗卫星和移动通信的测斜仪自动化程度高，使用简单方便，减少人工劳动强度，增加人员的安全性。(6)本实施例中的基于北斗卫星和移动通信的测斜仪能够采用北斗和移动通信互为备份的方式传输数据，稳定可靠，不会丢失数据。
[0093]实施例二
[0094]如图7所示，在实施例一的基础上，本实用新型第二实施例还提供了一种基于北斗卫星和移动通信的测斜设备，该设备包括实施例一中的测斜仪和指挥装置，即图7中的测斜仪71和指挥装置72。
[0095]指挥装置72包括控制信号发送元件721，向测斜仪71发送控制信号；指挥装置72还包括变形数据接收元件722，接收测斜仪71返回的地层内部变形数据。
[0096]具体地，在指挥装置72中，通过控制信号发送元件721能够向测斜仪71发送控制信号，该控制信号中可以包括要求测斜仪测量地层的时间、测量地层的次数、以及发送数据的方式、时间和频率等。
[0097]测斜仪71根据指挥装置72发送的控制信号进行地层测量，并向指挥装置72返回地层内部变形数据。
[0098]在指挥装置72中，通过变形数据接收元件722能够接收测斜仪71返回的地层内部变形数据，从而进行后续处理。
[0099]可见，通过本实施例中的基于北斗卫星和移动通信的测斜设备，能够通过指挥装置控制测斜仪对地层的变形情况进行测量，指挥装置和测斜仪之间通过北斗天线或者移动通信天线的方式进行数据传输，能够保证数据传输的实时性。
[0100]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种基于北斗卫星和移动通信的测斜仪，其特征在于，所述测斜仪包括测量元件、信号处理元件、数据处理元件及发送元件； 所述测量元件与所述信号处理元件连接，向所述信号处理元件发送地层测量信号； 所述信号处理元件与所述数据处理元件连接，向所述数据处理元件发送地层测量数据； 所述数据处理元件与所述发送元件连接，向所述发送元件发送地层内部变形数据； 所述发送元件通过北斗天线和/或通过移动通信天线发送所述地层内部变形数据。2.根据权利要求1所述的测斜仪，其特征在于，所述数据处理元件包括相互连接的微控制器和中央处理器。3.根据权利要求1所述的测斜仪，其特征在于，所述发送元件包括相互连接的BD基带处理芯片和北斗天线。4.根据权利要求3所述的测斜仪，其特征在于，所述发送元件还包括BD射频芯片和功分器，所述BD射频芯片为两个； 所述两个BD射频芯片均与所述BD基带处理芯片连接，所述两个BD射频芯片均与所述功分器连接，所述功分器与所述北斗天线连接。5.根据权利要求1所述的测斜仪，其特征在于，所述发送元件包括相互连接的移动通信基带处理芯片和移动通信天线。6.根据权利要求5所述的测斜仪，其特征在于，所述发送元件还包括移动通信射频芯片； 所述移动通信射频芯片分别与所述移动通信基带处理芯片和所述移动通信天线连接。7.根据权利要求1所述的测斜仪，其特征在于，所述数据处理元件包括管理接口、北斗卡和用户识别SIM卡，所述管理接口、所述北斗卡和所述用户识别SIM卡分别与所述中央处理器连接。8.根据权利要求1所述的测斜仪，其特征在于，所述测量元件包括光纤光栅弯曲传感器；所述信号处理元件包括相互连接的信号放大器和模数转换器。9.根据权利要求1所述的测斜仪，其特征在于，所述发送元件通过北斗天线和/或通过移动通信天线接收来自指挥装置的控制信号； 所述数据处理元件向所述指挥装置返回所述地层内部变形数据。10.一种基于北斗卫星和移动通信的测斜设备，其特征在于，所述设备包括如权利要求1至9任一项所述的测斜仪，还包括如权利要求9所述的指挥装置； 所述指挥装置包括控制信号发送元件，向所述测斜仪发送控制信号； 所述指挥装置还包括变形数据接收元件，接收所述测斜仪返回的地层内部变形数据。
【专利摘要】本实用新型提供了一种基于北斗卫星和移动通信的测斜仪及测斜设备，其中，所述测斜仪包括测量元件、信号处理元件、数据处理元件及发送元件；所述测量元件与所述信号处理元件连接，向所述信号处理元件发送地层测量信号；所述信号处理元件与所述数据处理元件连接，向所述数据处理元件发送地层测量数据；所述数据处理元件与所述发送元件连接，向所述发送元件发送地层内部变形数据；所述发送元件通过北斗天线和/或通过移动通信天线发送所述地层内部变形数据。本实用新型能够将地层内部变形数据直接通过北斗天线和/或通过移动通信天线传输给各级监控中心，缓解现有技术中地层内部变形数据不能实时上传的问题。
【IPC分类】G08C17/02, G01B11/16, H04L29/06
【公开号】CN204694215
【申请号】CN201520476360
【发明人】席亚飞, 章珂
【申请人】中水银星科技（北京）有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年7月2日
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