本实用新型涉及铁路注浆检测技术领域，尤其是一种基于物联网技术的铁路注浆远程监测装置。
背景技术：
水泥注浆是铁路路基岩溶治理手段的主要方法之一，水泥浆注入岩体、土或结构建筑物中，使其胶结成相对坚固、相对密实和透水性较少的整体。通过水泥注浆可改善地基的地层条件、对建筑物的基础进行处理，以达到防渗和加固的要求。但注浆属隐蔽工程，其施工质量和效果不可能直观地评价，只能借助于检查孔资料和注浆施工过程记录资料来分析评价。现有技术中这些数据的量测和记录全由人工完成，数据的准确性会受到人为因素的影响，有时会给施工质量和效果的检查以误导，严重时会影响工程质量，造成不必要的损失和危害。
因此，急需要提出一种结构简单、运行可靠的基于物联网技术的铁路注浆远程监测装置。
技术实现要素：
针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种基于物联网技术的铁路注浆远程监测装置，本实用新型采用的技术方案如下：
一种基于物联网技术的铁路注浆远程监测装置，包括箱体，设置在箱体内的检测电路，以及设置在箱体上、用于外接压力传感器、流量传感器、密度传感器、抬动传感器和摄像头、且与检测电路连接的数个接口；
所述检测电路包括型号为stc89c52的中央控制器u14，din引脚与中央控制器u14的串行口p2.2连接、dout引脚与中央控制器u14的串行口p2.3连接、rdy引脚与中央控制器u14的串行口p2.4连接、cs引脚与中央控制器u14的串行口p2.5连接、sclk引脚与中央控制器u14的串行口p2.6连接、reset引脚与中央控制器u14的串行口p2.7连接、且型号为ad7708的adc转换器u11，连接在adc转换器u11的avdd引脚与refin1+引脚之间的基准电压电路，x引脚与adc转换器u11的ain1引脚连接、y引脚与adc转换器u11的ain2引脚连接、且型号为cd4052的第一差分四通道数字控制模拟开关u9，x引脚与adc转换器u11的ain3引脚连接、y引脚与adc转换器u11的ain4引脚连接、且型号为cd4052的第二差分四通道数字控制模拟开关u10，与第一差分四通道数字控制模拟开关u9的x0引脚和x1连接的第一信号采集电路，与第一差分四通道数字控制模拟开关u9的x2引脚和x3连接的第二信号采集电路，与第一差分四通道数字控制模拟开关u9的y0引脚和y1连接的第三信号采集电路，与第一差分四通道数字控制模拟开关u9的y2引脚和y3连接的第四信号采集电路，与第二差分四通道数字控制模拟开关u10的x0引脚和x1连接的第五信号采集电路，与第二差分四通道数字控制模拟开关u10的x2引脚和x3连接的第六信号采集电路，与第二差分四通道数字控制模拟开关u10的y0引脚和y1连接的第七信号采集电路，与第二差分四通道数字控制模拟开关u10的y2引脚和y3连接的第八信号采集电路，sda引脚与中央控制器u14的串行口p3.6连接、scl引脚与中央控制器u14的串行口p3.7连接、且型号fcf8574at的视频接口芯片u13，r1out引脚与中央控制器u14的串行口p3.0连接、t1in引脚与中央控制器u14的串行口p3.1连接、且型号为sp3232e的通讯芯片u16，以及分别与中央控制器u14、adc转换器u11、第一差分四通道数字控制模拟开关u9、第二差分四通道数字控制模拟开关u10、第一信号采集电路、第二信号采集电路、第三信号采集电路、第四信号采集电路、第五信号采集电路、第六信号采集电路、第七信号采集电路、第八信号采集电路、视频接口芯片u13和通讯芯片u16连接的供电电路。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
(1)本实用新型巧妙地设置数个信号采集电路，并且与压力传感器、流量传感器、密度传感器、抬动传感器和摄像机连接，采集铁路注浆过程中的各类参数，以实现过程管控；另外，本实用新型通过设置通信电路，以实现数据的传输，保证采集数据更全面的同时，也能实现数据实时传输；
(2)本实用新型采用注浆自动记录对注浆过程数据进行自动量测、保存。与人工记录注浆参数相比，注浆记录不受注浆记录人员的主观因素影响，能实时反映注浆施工过程，资料准确真实，为合理控制注浆施工过程和正确分析判断注浆效果提供了可靠的依据；通过注浆监测，使注浆过程中的压力、注浆量和灌注时间得到了保证，从而使注浆质量更有保证；减轻注浆施工人员劳动强度，节约工程费用，为优化施工技术参数提供参考；根据自动记录提供的施工资料，可以及时地分析地层情况，有利于优化设计；大大减少内业资料的整理工作，减少现场施工管理人员，提高工作效率。
综上所述，本实用新型具有结构简单、采集信号齐全等优点，在铁路注浆检测技术领域具有很高的实用价值和推广价值。
附图说明
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使用的附图作简单介绍，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保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，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。
图1为本实用新型的中央控制器的原理图。
图2为本实用新型的第一信号采集电路的原理图。
图3为本实用新型的第二信号采集电路的原理图。
图4为本实用新型的第三信号采集电路的原理图。
图5为本实用新型的第四信号采集电路的原理图。
图6为本实用新型的第五信号采集电路的原理图。
图7为本实用新型的第六信号采集电路的原理图。
图8为本实用新型的第七信号采集电路的原理图。
图9为本实用新型的第八信号采集电路的原理图。
图10为本实用新型的直流稳压电路原理图。
图11为本实用新型的通讯芯片原理图。
图12为本实用新型的第一直流转换电路原理图。
图13为本实用新型的第二直流转换电路和第三直流转换电路原理图。
图14为本实用新型的第一差分四通道数字控制模拟开关原理图。
图15为本实用新型的第二差分四通道数字控制模拟开关原理图。
图16为本实用新型的adc转换器原理图。
图17为本实用新型的基准电压电路原理图。
图18为本实用新型的视频接口芯片原理图。
图19为本实用新型的继电器电路原理图。
图20为本实用新型的接口电路原理图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通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，都属于本申请保护的范围。
实施例
如图1至图20所示，本实施例提供了一种基于物联网技术的铁路注浆远程监测装置，包括箱体，设置在箱体内的检测电路，以及设置在箱体上、用于外接压力传感器、流量传感器、密度传感器、抬动传感器和摄像机、且与检测电路连接的数个接口。需要说明的是，本实施例中所述的“第一”、“第二”等序号用语仅用于区分同类部件，不能理解成对保护范围的特定限定。另外，本实施例是基于结构的改进，并未对所使用的软件程序进行改进，其采用常规的程序片段组合便可以实现，在此就不予赘述。
具体来说，本实施例的检测电路包括型号为stc89c52的中央控制器u14，din引脚与中央控制器u14的串行口p2.2连接、dout引脚与中央控制器u14的串行口p2.3连接、rdy引脚与中央控制器u14的串行口p2.4连接、cs引脚与中央控制器u14的串行口p2.5连接、sclk引脚与中央控制器u14的串行口p2.6连接、reset引脚与中央控制器u14的串行口p2.7连接、且型号为ad7708的adc转换器u11，连接在adc转换器u11的avdd引脚与refin1+引脚之间的基准电压电路，x引脚与adc转换器u11的ain1引脚连接、y引脚与adc转换器u11的ain2引脚连接、且型号为cd4052的第一差分四通道数字控制模拟开关u9，x引脚与adc转换器u11的ain3引脚连接、y引脚与adc转换器u11的ain4引脚连接、且型号为cd4052的第二差分四通道数字控制模拟开关u10，与第一差分四通道数字控制模拟开关u9的x0引脚和x1连接的第一信号采集电路，与第一差分四通道数字控制模拟开关u9的x2引脚和x3连接的第二信号采集电路，与第一差分四通道数字控制模拟开关u9的y0引脚和y1连接的第三信号采集电路，与第一差分四通道数字控制模拟开关u9的y2引脚和y3连接的第四信号采集电路，与第二差分四通道数字控制模拟开关u10的x0引脚和x1连接的第五信号采集电路，与第二差分四通道数字控制模拟开关u10的x2引脚和x3连接的第六信号采集电路，与第二差分四通道数字控制模拟开关u10的y0引脚和y1连接的第七信号采集电路，与第二差分四通道数字控制模拟开关u10的y2引脚和y3连接的第八信号采集电路，sda引脚与中央控制器u14的串行口p3.6连接、scl引脚与中央控制器u14的串行口p3.7连接、且型号fcf8574at的视频接口芯片u13，r1out引脚与中央控制器u14的串行口p3.0连接、t1in引脚与中央控制器u14的串行口p3.1连接、且型号为sp3232e的通讯芯片u16，以及分别与中央控制器u14、adc转换器u11、第一差分四通道数字控制模拟开关u9、第二差分四通道数字控制模拟开关u10、第一信号采集电路、第二信号采集电路、第三信号采集电路、第四信号采集电路、第五信号采集电路、第六信号采集电路、第七信号采集电路、第八信号采集电路、视频接口芯片u13和通讯芯片u16连接的供电电路。
在本实施例中，为了获取压力传感器、流量传感器、密度传感器、抬动传感器的数据信号，巧妙地设置了结构相同的第一信号采集电路、第二信号采集电路、第三信号采集电路和第四信号采集电路，以及结构相同的第五信号采集电路、第六信号采集电路、第七信号采集电路和第八信号采集电路。其中，第一信号采集电路包括out1引脚与第一差分四通道数字控制模拟开关u9的x0引脚连接、out2引脚与第一差分四通道数字控制模拟开关u9的x1连接、且型号为lm358的放大器u1，以及均与放大器u1连接、且结构相同的第一输入电路和第二输入电路；所述第一输入电路包括并联后连接在第一差分四通道数字控制模拟开关u9的x0引脚与放大器u1的in1-之间的电容ca3和电阻ra4，一端与放大器u1的in1-连接、且另一端接地的电阻ra5，串联后一端与放大器u1的in1+连接、且另一端接地的电阻ra3和电容ca2，一端接地、且滑动端连接在电阻ra3与电容ca2之间的滑动电阻wa1，串联后一端与滑动电阻wa1的另一端连接的熔断器fa1、二极管da1和电阻ra1，一端连接在滑动电阻wa1与电阻ra1之间、且另一端接地的电阻ra2，以及串联后一端连接在熔断器fa1与二极管da1之间、且另一端与供电电路连接的电容ca1和二极管da2。另外，所述第五信号采集电路包括out1引脚与第二差分四通道数字控制模拟开关u10的x0引脚连接、out1引脚与第二差分四通道数字控制模拟开关u10的x1连接、且型号为lm358的放大器u2，以及均与放大器u2连接、且结构相同的第三输入电路和第四输入电路；所述第三输入电路包括并联后连接在第二差分四通道数字控制模拟开关u10的x0引脚与放大器u2的in1-引脚的电容ci3和电阻ri4，一端与放大器u2的in1-引脚连接、且另一端接地的电阻ri5，串联后一端与放大器u2的in1+引脚连接、且另一端接地的电阻ri3和电容ci2，一端接地、且滑动端连接在电阻ri3与电容ci2之间的滑动电阻wi1，+引脚与滑动电阻wi1的另一端连接、且型号为db107的整流器ui，一端与整流器ui的+引脚连接、且另一端接地的电阻ri2，以及连接在整流器ui的输入之间的电容ci1。
在本实施例中，为了获取直流5v、3.3v、2.7v，本实施例巧妙地设置了供电电路，其包括型号为lm2596的第一转换芯片u17，并联后一端与第一转换芯片u17的vin引脚连接、且另一端接地的电容c14和电容c15，连接在第一转换芯片u17的out引脚与fb引脚之间的电感l1，输出阴极与第一转换芯片u17的out引脚连接、且输入阳极接地的二极管d8，并联后一端与第一转换芯片u17的fb引脚连接、且另一端接地的电容c32和电容c33，以及均与第一转换芯片u17的fb引脚连接、且结构相同的第二直流转换电路和第三直流转换电路。其中，第二直流转换电路包括型号为asm1117的第二转换芯片vr1，并联后一端与第二转换芯片vr1的vin引脚连接、且另一端接地的电容c17和电容c19，以及并联后一端与第二转换芯片vr1的vout引脚连接、且另一端接地的电容c18和电容c20。在本实施例中，为了获取基准2.7v电压，巧妙地设置了基准电压电路包括型号为ref192gs的电压基准芯片u12，并联后一端与电压基准芯片u12的vs引脚和sleep引脚连接、且另一端接地的电容c7和电容c8，以及并联后一端与电压基准芯片u12的output引脚连接、且另一端接地的电容c10和电容c9。
在本实施例中，将压力传感器、流量传感器、密度传感器、抬动传感器和摄像头接在接口上，并利用信号采集电路获取数据信息，并传输给中央控制器u14，再利用通讯芯片予以传输反馈。
上述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非对本实用新型保护范围的限制，但凡采用本实用新型的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本实用新型的保护范围之内。
1.一种基于物联网技术的铁路注浆远程监测装置，包括箱体，设置在箱体内的检测电路，以及设置在箱体上、用于外接压力传感器、流量传感器、密度传感器、抬动传感器和摄像头、且与检测电路连接的数个接口，其特征在于，所述检测电路包括型号为stc89c52的中央控制器u14，din引脚与中央控制器u14的串行口p2.2连接、dout引脚与中央控制器u14的串行口p2.3连接、rdy引脚与中央控制器u14的串行口p2.4连接、cs引脚与中央控制器u14的串行口p2.5连接、sclk引脚与中央控制器u14的串行口p2.6连接、reset引脚与中央控制器u14的串行口p2.7连接、且型号为ad7708的adc转换器u11，连接在adc转换器u11的avdd引脚与refin1+引脚之间的基准电压电路，x引脚与adc转换器u11的ain1引脚连接、y引脚与adc转换器u11的ain2引脚连接、且型号为cd4052的第一差分四通道数字控制模拟开关u9，x引脚与adc转换器u11的ain3引脚连接、y引脚与adc转换器u11的ain4引脚连接、且型号为cd4052的第二差分四通道数字控制模拟开关u10，与第一差分四通道数字控制模拟开关u9的x0引脚和x1连接的第一信号采集电路，与第一差分四通道数字控制模拟开关u9的x2引脚和x3连接的第二信号采集电路，与第一差分四通道数字控制模拟开关u9的y0引脚和y1连接的第三信号采集电路，与第一差分四通道数字控制模拟开关u9的y2引脚和y3连接的第四信号采集电路，与第二差分四通道数字控制模拟开关u10的x0引脚和x1连接的第五信号采集电路，与第二差分四通道数字控制模拟开关u10的x2引脚和x3连接的第六信号采集电路，与第二差分四通道数字控制模拟开关u10的y0引脚和y1连接的第七信号采集电路，与第二差分四通道数字控制模拟开关u10的y2引脚和y3连接的第八信号采集电路，sda引脚与中央控制器u14的串行口p3.6连接、scl引脚与中央控制器u14的串行口p3.7连接、且型号fcf8574at的视频接口芯片u13，r1out引脚与中央控制器u14的串行口p3.0连接、t1in引脚与中央控制器u14的串行口p3.1连接、且型号为sp3232e的通讯芯片u16，以及分别与中央控制器u14、adc转换器u11、第一差分四通道数字控制模拟开关u9、第二差分四通道数字控制模拟开关u10、第一信号采集电路、第二信号采集电路、第三信号采集电路、第四信号采集电路、第五信号采集电路、第六信号采集电路、第七信号采集电路、第八信号采集电路、视频接口芯片u13和通讯芯片u16连接的供电电路。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的铁路注浆远程监测装置，其特征在于，所述第一信号采集电路、第二信号采集电路、第三信号采集电路和第四信号采集电路的结构相同，且第一信号采集电路包括out1引脚与第一差分四通道数字控制模拟开关u9的x0引脚连接、out2引脚与第一差分四通道数字控制模拟开关u9的x1连接、且型号为lm358的放大器u1，以及均与放大器u1连接、且结构相同的第一输入电路和第二输入电路；
所述第一输入电路包括并联后连接在第一差分四通道数字控制模拟开关u9的x0引脚与放大器u1的in1-之间的电容ca3和电阻ra4，一端与放大器u1的in1-连接、且另一端接地的电阻ra5，串联后一端与放大器u1的in1+连接、且另一端接地的电阻ra3和电容ca2，一端接地、且滑动端连接在电阻ra3与电容ca2之间的滑动电阻wa1，串联后一端与滑动电阻wa1的另一端连接的熔断器fa1、二极管da1和电阻ra1，一端连接在滑动电阻wa1与电阻ra1之间、且另一端接地的电阻ra2，以及串联后一端连接在熔断器fa1与二极管da1之间、且另一端与供电电路连接的电容ca1和二极管da2。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的铁路注浆远程监测装置，其特征在于，所述第五信号采集电路、第六信号采集电路、第七信号采集电路和第八信号采集电路的结构相同，且所述第五信号采集电路包括out1引脚与第二差分四通道数字控制模拟开关u10的x0引脚连接、out1引脚与第二差分四通道数字控制模拟开关u10的x1连接、且型号为lm358的放大器u2，以及均与放大器u2连接、且结构相同的第三输入电路和第四输入电路；
所述第三输入电路包括并联后连接在第二差分四通道数字控制模拟开关u10的x0引脚与放大器u2的in1-引脚的电容ci3和电阻ri4，一端与放大器u2的in1-引脚连接、且另一端接地的电阻ri5，串联后一端与放大器u2的in1+引脚连接、且另一端接地的电阻ri3和电容ci2，一端接地、且滑动端连接在电阻ri3与电容ci2之间的滑动电阻wi1，+引脚与滑动电阻wi1的另一端连接、且型号为db107的整流器ui，一端与整流器ui的+引脚连接、且另一端接地的电阻ri2，以及连接在整流器ui的输入之间的电容ci1。
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种基于物联网技术的铁路注浆远程监测装置，其特征在于，所述供电电路包括型号为lm2596的第一转换芯片u17，并联后一端与第一转换芯片u17的vin引脚连接、且另一端接地的电容c14和电容c15，连接在第一转换芯片u17的out引脚与fb引脚之间的电感l1，输出阴极与第一转换芯片u17的out引脚连接、且输入阳极接地的二极管d8，并联后一端与第一转换芯片u17的fb引脚连接、且另一端接地的电容c32和电容c33，以及均与第一转换芯片u17的fb引脚连接、且结构相同的第二直流转换电路和第三直流转换电路。
5.根据权利要求4所述的一种基于物联网技术的铁路注浆远程监测装置，其特征在于，所述第二直流转换电路包括型号为asm1117的第二转换芯片vr1，并联后一端与第二转换芯片vr1的vin引脚连接、且另一端接地的电容c17和电容c19，以及并联后一端与第二转换芯片vr1的vout引脚连接、且另一端接地的电容c18和电容c20。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的铁路注浆远程监测装置，其特征在于，所述基准电压电路包括型号为ref192gs的电压基准芯片u12，并联后一端与电压基准芯片u12的vs引脚和sleep引脚连接、且另一端接地的电容c7和电容c8，以及并联后一端与电压基准芯片u12的output引脚连接、且另一端接地的电容c10和电容c9。
技术总结