(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202122734323.1 (22)申请日 2021.11.09 (73)专利权人 四川轻化工大 学 地址 643002 四川省自贡 市汇东学 苑街180 号 (72)发明人 晁春峰　王雪鉴　杨超　王毅恒　 (74)专利代理 机构 北京正华智诚专利代理事务 所(普通合伙) 11870 专利代理师 杨浩林 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) G08C 17/02(2006.01) E01D 21/00(2006.01) (54)实用新型名称 一种支架施工监测系统 (57)摘要 本实用新型公开了一种支架施工监测系统， 涉及桥梁工程领域， 包括： 网关、 云服务器、 至少 一个应变传感节点、 至少一个三轴加速度传感节 点和至少一个超声位移传感节 点。 本实用新型通 过应变传感节 点监测支架杆件的应力， 通过三轴 加速度传感节 点监测支架杆件的转角， 通过超声 位移传感节 点监测支架杆件的位移， 实现支架施 工的全方位监测； 通过无线微控制器和无线增程 模块实现无线数据传输功能， 通过网关实现无线 自组网， 并通过云服务器实现互联网数据传输与 交互功能； 还具 备远距离监测范围。 权利要求书3页 说明书6页 附图3页 CN 216559067 U 2022.05.17 CN 216559067 U 1.一种支架施工监测系统， 其特征在于， 包括： 网关、 云服务器、 至少一个应变传感节 点、 至少一个三轴加速度传感节点和至少一个超声位移传感节点； 所述应变传感节点、 三轴加速度传感节点和超声位移传感节点均与网关通过无线信道 通信连接； 所述网关与云服 务器通信连接 。 2.根据权利要求1所述的支架施工监测系统， 其特征在于， 所述应变传感节点包括： 第 一无线微控制器、 第一无线增程模块和至少一个 应变传感单 元； 所述应变传感单元与第 一无线微控制器通信连接， 所述第 一无线微控制器与第 一无线 增程模块 通信连接 。 3.根据权利要求2所述的支架施工监测系统， 其特征在于， 所述应变传感单元包括： 反 相器U1、 反相器U2、 反相器U3、 电容C1、 电容C2、 电容C3、 电阻R1、 电阻R2、 电阻R3、 电阻R4、 电 阻R5、 电阻R6、 电阻R7、 电阻R8、 电阻R9、 电阻R10、 电阻R11、 电阻R12、 电阻R13、 电阻R14、 电阻 R15、 电阻R16、 电阻R17、 PNP型三极管Q1、 NPN型三极管Q2、 PNP型三极管Q3、 NPN型三极管Q4、 振弦式频率应变计U4、 运算放大器U5、 运算放大器U6、 晶体振 荡器XTAL 1、 二极管D1和二极管 D2； 所述反相器U1的输入端分别与电阻R1的一端和晶体振荡器XTAL1的一端连接， 其输出 端分别与电阻R 1的另一端和电容C1的一端连接； 所述电容C1的另一端分别与电阻R2的一端和反相器U2的输入端连接； 所述电阻R2的另一端分别与晶体振荡器XTAL1的另一端、 反相器U2的输出端和反相器 U3的输入端连接； 所述反相器U3的输出端与PNP型三极管Q1的发射极连接； 所述PNP型三极管Q1的基极作为应变传感单元的使能端EN， 其集电极分别与电阻R3的 一端和电阻R4的一端连接； 所述电阻R3的另一端接地； 所述电阻R4的另一端与NPN型三极管Q2的基极连接； 所述NPN型三极管Q2的发射极接地， 其集电极分别与电阻R5的一端和电阻R6的一端连 接； 所述电阻R5的另一端分别与电阻R7的一端、 电阻R8的一端、 二极管D1的阴极和电阻R17 的一端连接， 并作为应 变传感单 元的供电端VC C； 所述电阻R6的另一端分别与电阻R7的另一端和PNP型三极管Q3的基极连接； 所述PNP型三极管Q3的发射极与电阻R8的另一端连接， 其集电极分别与电阻R9的一端、 振弦式频率应 变计U4的信号端、 二极管D1的阳极、 二极管D2的阴极和电阻R 10的一端连接； 所述电阻R9的另一端接地； 所述振弦式频率应 变计U4的公共端接地； 所述二极管D2的阳极接地； 所述电阻R10的另一端分别与 运算放大器U5的反相输入端、 电阻R12的一端和电容C2的 一端连接； 所述运算放大器U5的同相输入端与电阻R11的一端连接， 其输出端分别与电阻R12的另 一端、 电容C2的另一端和电阻R 13的一端连接；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 216559067 U 2所述电阻R 11的另一端接地； 所述电阻R13的另一端分别与 运算放大器U6的反相输入端、 电阻R15的一端和电容C3的 一端连接； 所述运算放大器U6的同相输入端与电阻R14的一端连接， 其输出端分别与电阻R15的另 一端、 电容C 3的另一端和电阻R 16的一端连接； 所述电阻R 14的另一端接地； 所述电阻R 16的另一端与NPN型三极管Q 4的基极连接； 所述NPN型三极管Q4的发射极接地， 其集电极与电阻R17的另一端连接， 并作为应变传 感单元的信号输出端Dout； 所述应变传感单 元的使能端EN和信号输出端Dout均 与无线微控制器通信连接 。 4.根据权利要求3所述的支架施工监测系统， 其特征在于， 所述三轴加速度传感节点包 括： 三轴加速度传感器、 第二无线微控制器和第二无线增程模块； 所述三轴加速度传感器与第 二无线微控制器通信连接， 所述第 二无线微控制器与第 二 无线增程模块 通信连接 。 5.根据权利要求4所述的支架施工监测系统， 其特征在于， 所述超声位移传感节点包 括： 第三无线微控制器、 第三无线增程模块和至少一个超声测距传感器； 所述超声测距传感器与第 三无线微控制器通信连接， 所述第 三无线微控制器与第 三无 线增程模块 通信连接 。 6.根据权利要求5所述的支架施工监测系统， 其特征在于， 所述第 一至第三无线增程模 块的结构相同， 均包括： 无线增程芯片U7、 电容C4、 电容C5、 电容C6、 电容C7、 电容C8、 电容C9、 电容C10、 电感L1、 电感L2、 电感L3、 电阻R 18和天线ANT1； 所述无线增程芯片的型号为CC2592， 其RF_P端作 为无线增程模块的射频信号同相输入 端， 其RF_N端作为无线增程模块的射频信号反相输入端， 其PA_EN端作为无线增程模块的功 放使能端， 其LNA_EN端作为无线增程模块的低噪放使能端， 其HGM端作为无线增程模块的增 益控制端， 其GND端接地， 其BIAS端与电阻R18的一端连接， 其VDD_LNA端分别与其VDD_BIAS 端、 其VDD_PA端、 电容C4的一端、 电容C5的一端、 电容C6的一端和电感L1的一端 连接， 并作为 无线增程模块的供电端VCC， 其ANT端分别与电感L1的另一端、 电容C7的一端和电感L2的一 端连接； 所述电阻R 18的另一端接地； 所述电容C4的另一端接地； 所述电容C 5的另一端接地； 所述电容C 6的另一端接地； 所述电容C7的另一端接地； 所述电感L2的另一端分别与电容C8的一端和电感L3的一端连接； 所述电容C8的另一端接地； 所述电感L3的另一端分别与电容C9的一端和电容C10的一端连接； 所述电容C9的另一端接地； 所述电容C10的另一端与天线ANT1连接； 所述无线增程模块的射频信号同相输入端、 射频信号反相输入端、 功放使能端、 低噪放权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 216559067 U 3