一種地表沉陷監(jiān)測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種地表沉陷監(jiān)測方法，屬于煤礦地表沉陷監(jiān)測領域。本發(fā)明技術方案包括測量基準點和測量分點的布置、在測量基準點處布置水箱和監(jiān)測主站、在測量分點處布置監(jiān)測分站，然后通過連通管將水箱、監(jiān)測主站和監(jiān)測分站貫穿起來，使得水箱、監(jiān)測主站和監(jiān)測分站保持連通，通過監(jiān)測分站和監(jiān)測主站收集到的信息傳遞給監(jiān)測中心服務器，進而由監(jiān)測中心服務器進行分析、處理。本發(fā)明監(jiān)測方法能夠?qū)崿F(xiàn)自動檢測、監(jiān)測精度可靠、節(jié)省人力。
【專利說明】一種地表沉陷監(jiān)測方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于煤礦地表沉陷監(jiān)測領域，具體涉及一種地表沉陷監(jiān)測方法。
【背景技術】
[0002]煤礦采空區(qū)地表沉陷嚴重破壞了礦區(qū)環(huán)境，采空區(qū)地表沉陷的監(jiān)測和控制已成為礦區(qū)環(huán)境治理的重要措施。對地表沉降規(guī)律的實時監(jiān)測是采空區(qū)地表沉降控制和環(huán)境評價的重要手段。常采用的監(jiān)測方法有GPS定位測量、經(jīng)緯儀測量法，前者采用衛(wèi)星差分定位技術，即使采用測繪機的定位測量儀器，其定位精度也不過數(shù)十厘米級，必須采用多個基站的數(shù)小時差分運算才能得到，而且隨時間的漂移較大，GPS定位測量法由于成本較高不適用于大面積分布監(jiān)測，經(jīng)緯儀測量法采用地測方法可以做到較高的精度，可達到毫米級，但是其必須由人工進行測量，很難做到對沉降區(qū)長期實時監(jiān)測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提出了一種地表沉陷監(jiān)測方法，該監(jiān)測方法能夠?qū)崿F(xiàn)自動檢測、監(jiān)測精度可靠、節(jié)省人力。
[0004]本發(fā)明技術方案包括:
[0005]一種地表沉陷監(jiān)測方法，包括以下步驟:
[0006]a、首先布置測量基準點和測量分點，將連通管鋪設固定在地表上，所述連通管經(jīng)過所述測量基準點和測量分點；
[0007]b、在步驟a所述測量基準點處布置水箱和監(jiān)測主站，在所述測量分點處布置監(jiān)測分站，所述連通管將井筒、監(jiān)測主站和監(jiān)測分站貫通連接，所述監(jiān)測分站布置若干個；
[0008]C、向步驟b所述的水箱內(nèi)注水，待連通管內(nèi)充滿水，將連通管尾端密封；
[0009]d、開啟監(jiān)測主站和監(jiān)測分站，通過監(jiān)測主站的時鐘控制器給監(jiān)測分站的時鐘控制器授時，根據(jù)用戶需要設定監(jiān)測主站和監(jiān)測分站的巡測周期，然后關閉監(jiān)測主站和監(jiān)測分站；
[0010]e、所述監(jiān)測主站和監(jiān)測分站的時鐘控制器按照巡測周期啟動巡測程序，監(jiān)測主站通過ZigBee通訊網(wǎng)絡向每個監(jiān)測分站發(fā)出巡測信號，監(jiān)測分站按周期測量各個測量分點水壓，通過ZigBee通訊網(wǎng)絡發(fā)回監(jiān)測主站，將數(shù)據(jù)存儲在監(jiān)測主站的數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)，關閉監(jiān)測主站和監(jiān)測分站；
[0011]f、監(jiān)測主站每隔24小時通過ZigBee通訊網(wǎng)絡向各個監(jiān)測分站同步授時；
[0012]g、監(jiān)測主站定時將測量的數(shù)據(jù)通過GPRS通訊網(wǎng)絡發(fā)送至監(jiān)測中心服務器，監(jiān)測中心服務器對測量數(shù)據(jù)進行分析。
[0013]所述監(jiān)測主站處的連通管內(nèi)、每個監(jiān)測分站處的連通管內(nèi)均設有數(shù)據(jù)采集裝置。
[0014]所述數(shù)據(jù)采集裝置為具有溫度補償功能的微壓差半導體傳感器，放大器和轉(zhuǎn)換器。
[0015]所述監(jiān)測主站包括單片機、時鐘控制器、通訊控制器、數(shù)據(jù)存儲器、數(shù)據(jù)采集裝置和電源，所述單片機分別與所述時鐘控制器、通訊控制器、數(shù)據(jù)存儲器、數(shù)據(jù)采集裝置和電源連接。
[0016]所述監(jiān)測分站包括單片機、數(shù)據(jù)采集裝置、ZigBee通訊模塊、時鐘控制器和電源，所述單片機分別與所述數(shù)據(jù)采集裝置、ZigBee通訊模塊、時鐘控制器和電源連接。
[0017]本發(fā)明所帶來的有益技術效果:
[0018]本發(fā)明提出了一種地表沉陷監(jiān)測方法，括測量基準點和測量分點的布置、在測量基準點處布置水箱和監(jiān)測主站、在測量分點處布置監(jiān)測分站，然后通過連通管將水箱、監(jiān)測主站和監(jiān)測分站貫穿起來，使得水箱、監(jiān)測主站和監(jiān)測分站保持連通，通過監(jiān)測分站和監(jiān)測主站收集到的信息傳遞給監(jiān)測中心服務器，進而由監(jiān)測中心服務器進行分析、處理。本發(fā)明布置多個主站和分站相結(jié)合的觀測線路實現(xiàn)整個礦區(qū)或大片采空區(qū)的地表變形監(jiān)測與分析；本發(fā)明監(jiān)測方法能夠?qū)崿F(xiàn)自動檢測、監(jiān)測精度可靠、節(jié)省人力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步清楚、完整的說明:
[0020]圖1為本發(fā)明地表沉陷系統(tǒng)的布局不意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明地表沉陷系統(tǒng)的組成示意圖；
[0022]圖中，1、水箱，2、連通管，3、監(jiān)測中心服務器，E0、監(jiān)測主站，El、E2...E1、監(jiān)測分站。
【具體實施方式】
[0023]本發(fā)明提出了一種地表沉陷監(jiān)測方法，為了使本發(fā)明的優(yōu)點、技術方案更加清楚、明確，下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步清楚、完整的說明。
[0024]首先對本發(fā)明地表沉陷監(jiān)測系統(tǒng)做如下說明。
[0025]結(jié)合圖1所示，一種地表沉陷監(jiān)測系統(tǒng)，包括監(jiān)測主站E0、若干個監(jiān)測分站E1、E2...E1、監(jiān)測中心服務器3、連通管2和水箱I，事先按照煤礦測量設計手冊布置測量點，具體布置為一個測量基準點和若干個測量分點，將連通管鋪設固定在地面上，并使得連通管通過各測量點，HO是水箱中水的表面與主站微壓差半導體傳感器(地面基準點)之間的高程差；Hl (2,3,..1)是第一 (二，三，個分站微壓差半導體傳感器與主站微壓差半導體傳感器(地面基準點)之間的高程差；
[0026]在測量基準點處布置水箱I和監(jiān)測主站E0，水箱I位置應高于基準點的標高，在每個測量分點處布置監(jiān)測分站，連通管2將水箱1、監(jiān)測主站EO和若干個監(jiān)測分站貫穿連通，并且每個監(jiān)測分站之間是通過連通管串聯(lián)連接的；
[0027]在監(jiān)測主站EO處的連通管2開口，將數(shù)據(jù)采集裝置伸入監(jiān)測主站EO處的連通管內(nèi)，在每個監(jiān)測分站處的連通管2內(nèi)也安設數(shù)據(jù)采集裝置，安設完成后，將連通管2開口處密封；
[0028]保證水箱和連通管連通的情況下，向水箱I內(nèi)注水，待連通管2內(nèi)充滿水，將連通管2尾端密封。
[0029]本發(fā)明監(jiān)測主站包括單片機、時鐘控制器、通訊控制器、數(shù)據(jù)存儲器、數(shù)據(jù)采集裝置和電源，單片機通過線路分別與時鐘控制器、通訊控制器、數(shù)據(jù)存儲器、數(shù)據(jù)采集裝置和電源連接，通訊控制器包括ZigBee通訊模塊和GPRS通訊模塊，時鐘控制器定時啟動監(jiān)測主站，單片機可根據(jù)用戶需要設定巡測周期。
[0030]結(jié)合圖2所示，每個監(jiān)測分站包括數(shù)據(jù)采集裝置、ZigBee通訊模塊、單片機、時鐘控制器和電源，單片機通過線路分別與時鐘控制器、ZigBee通訊模塊、數(shù)據(jù)采集裝置和電源連接，時鐘控制器定時啟動各分站，單片機根據(jù)用戶需要設定巡測周期，本發(fā)明中所有的數(shù)據(jù)采集裝置均是具有溫度補償功能的微壓差半導體傳感器、放大器和轉(zhuǎn)換器，監(jiān)測中心服務器3包括GPRS通訊模塊和數(shù)據(jù)處理軟硬件，監(jiān)測分站通過ZigBee通訊模塊進行數(shù)據(jù)傳遞與控制，監(jiān)測主站和監(jiān)測中心服務器3利用GPRS通訊網(wǎng)絡通訊。
[0031]本發(fā)明，一種地表沉陷系統(tǒng)的監(jiān)測方法，包括以下步驟:
[0032]步驟1、按照煤礦測量設計手冊布置一個測量基準點和若干個測量分點，將連通管鋪設固定在地面并保證連通管通過測量基準點和各個測量分點；
[0033]步驟2、將監(jiān)測主站和水箱布置在測量基準點處，各監(jiān)測分站布置在其它測量分點，將監(jiān)測主站和各個監(jiān)測分站的數(shù)據(jù)采集裝置伸入連通管內(nèi)，并固定密封，連通管將水箱、監(jiān)測主站和監(jiān)測分站貫穿連通；
[0034]步驟3、將水箱和連通管聯(lián)通，并向水箱內(nèi)注水，待連通管內(nèi)充滿水，將連通管尾端密封；
[0035]步驟4、開啟監(jiān)測主站和監(jiān)測分站，通過監(jiān)測主站的時鐘控制器給分站的時鐘控制器授時，根據(jù)用戶需要設定監(jiān)測分站和監(jiān)測主站的巡測周期，關閉監(jiān)測分站和監(jiān)測主站；
[0036]步驟5、監(jiān)測主站和監(jiān)測分站時鐘定時器按照巡測周期時間啟動巡測程序，監(jiān)測主站通過ZigBee通訊網(wǎng)絡向各分站發(fā)出巡測信號，監(jiān)測分站和監(jiān)測主站按周期測量各點水壓，通過ZigBee通訊網(wǎng)絡發(fā)回監(jiān)測主站，將數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)，關閉監(jiān)測主站和監(jiān)測分站；
[0037]步驟6、每隔24小時，以監(jiān)測主站時間為基準，監(jiān)測主站通過ZigBee通訊網(wǎng)絡向各個監(jiān)測分站同步授時；
[0038]步驟7、監(jiān)測主站定時將每天測量的數(shù)據(jù)通過GPRS通訊網(wǎng)絡發(fā)送至監(jiān)測中心服務器，監(jiān)測中心服務器對測量數(shù)據(jù)進行分析。
【權利要求】
1.一種地表沉陷監(jiān)測方法，其特征在于:包括以下步驟: a、首先布置測量基準點和測量分點，將連通管鋪設固定在地表上，所述連通管經(jīng)過所述測量基準點和測量分點； b、在步驟a所述測量基準點處布置水箱和監(jiān)測主站，在所述測量分點處布置監(jiān)測分站，所述連通管將井筒、監(jiān)測主站和監(jiān)測分站貫通連接，所述監(jiān)測分站布置若干個； C、向步驟b所述的水箱內(nèi)注水，待連通管內(nèi)充滿水，將連通管尾端密封； d、開啟監(jiān)測主站和監(jiān)測分站，通過監(jiān)測主站的時鐘控制器給監(jiān)測分站的時鐘控制器授時，根據(jù)用戶需要設定監(jiān)測主站和監(jiān)測分站的巡測周期，然后關閉監(jiān)測主站和監(jiān)測分站； e、所述監(jiān)測主站和監(jiān)測分站的時鐘控制器按照巡測周期啟動巡測程序，監(jiān)測主站通過ZigBee通訊網(wǎng)絡向每個監(jiān)測分站發(fā)出巡測信號，監(jiān)測分站按周期測量各個測量分點水壓，通過ZigBee通訊網(wǎng)絡發(fā)回監(jiān)測主站，將數(shù)據(jù)存儲在監(jiān)測主站的數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)，關閉監(jiān)測主站和監(jiān)測分站，等待下一個巡測周期； f、監(jiān)測主站每隔24小時通過ZigBee通訊網(wǎng)絡向各個監(jiān)測分站同步授時； g、監(jiān)測主站定時將測量的數(shù)據(jù)通過GPRS通訊網(wǎng)絡發(fā)送至監(jiān)測中心服務器，監(jiān)測中心服務器對測量數(shù)據(jù)進行分析。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種地表沉陷監(jiān)測方法，其特征在于:所述監(jiān)測主站處的連通管內(nèi)、每個監(jiān)測分站處的連通管內(nèi)均設有數(shù)據(jù)采集裝置。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種地表沉陷監(jiān)測方法，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集裝置為具有溫度補償功能的微壓差半導體傳感器，放大器和轉(zhuǎn)換器。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種地表沉陷監(jiān)測方法，其特征在于:所述監(jiān)測主站包括單片機、時鐘控制器、通訊控制器、數(shù)據(jù)存儲器、數(shù)據(jù)采集裝置和電源，所述單片機分別與所述時鐘控制器、通訊控制器、數(shù)據(jù)存儲器、數(shù)據(jù)采集裝置和電源連接。
5.根據(jù)權利要求3所述的一種地表沉陷監(jiān)測方法，其特征在于:所述監(jiān)測分站包括單片機、數(shù)據(jù)采集裝置、ZigBee通訊模塊、時鐘控制器和電源，所述單片機分別與所述數(shù)據(jù)采集裝置、ZigBee通訊模塊、時鐘控制器和電源連接。
【文檔編號】G01C5/04GK103884318SQ201410132280
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月3日 優(yōu)先權日:2014年4月3日
【發(fā)明者】張新國, 張濤, 尚曉龍, 劉鎮(zhèn), 郭惟嘉 申請人:山東科技大學