具体实施方式

以下结合具体的实施例子对上述方案做进一步说明，本发明的优选实施例详述如下：

实施例一：

在本实施例中，参见图1-图6，一种大体积混凝土温度自动化监测装置，包括太阳能电源、现场采集器、温度传感器和传感器引线，太阳能电源与现场采集器相连，对温度传感器和现场采集器进行供电；

温度传感器利用微控制单元MCU采集至少2个通道的多通道混凝土温度，利用传感器引线通过串口传输到现场采集器的的主控芯片中，进行温度数据的读取和保存；将温度传感器固定在钢筋上，进行不同测温点深度的设置，将温度传感器顶端的灵敏元件固定于各测温点处，温度传感器顶端的灵敏元件与钢筋之间用隔温垫片分隔，与混凝土接触的温度传感器顶端的灵敏元件和导线部分设有保护层，传感器的导线预留松弛缓冲部分；将固定温度传感器顶端的灵敏元件的钢筋固定在混凝土顶板钢筋骨架上，使固定温度传感器顶端的灵敏元件埋入混凝土中；将各传感器接头连接到多通道上；

现场采集器包括电平转换器、无线信号卡槽、数码管，现场采集器在接收到温度传感器传输的信号后，进行温度数据的信号匹配以及传输，并通过无线网络信号将现场数据实时发送至云端服务器；现场采集器置于外置保护盒中；

现场采集器还进行设备指令的接收与发送、设备睡眠与唤醒，对大体积混凝土温度的现场和远程的监测和预警提醒，使大体积混凝土温度自动化监测装置在一个测点即能满足大体积混凝土的温度测量工作；或者能保证大体积混凝土内部各预设测点温度能同步完成采集，而无需另外搭建装置分批测量。

本实施例装置的现场采集器置于外置保护盒中，防止设备因为人为踩踏或者恶劣天气的缘故，而致使其灵敏元件损坏。本实施例自动化监测系统能够实时提供监控点的温度变化量，能完成多项目多任务的同步在线监测，且无需担心监测数据的存储问题，能够实现大体积混凝土施工全过程的温度监测自动化和实时化功能，为提高大体积混凝土浇筑质量提供服务。

实施例二：

本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，参见图1，图4-图6，外置保护盒的外壳采用铝合金材料制成，并在保护盒的内壁涂覆防水隔温材料层。本实施例使用轻质高强的铸铝材料，整体刚度好，方便携带，保护盒内侧涂抹防水隔温材料聚氨酯，防止现场采集器受到雨水或者外部高温的影响而停止工作。

实施例三：

本实施例与上述实施例基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，参见图1，使用太阳能电源与内置可充电锂电池组成双供电模式装置，对大体积混凝土温度自动化监测装置持续供电。本实施例使用太阳能电源与内置锂电池双供电方案，能够保证温度数据不间断采集。当混凝土开始浇筑时，双供电模式装置就可以为大体积混凝土温度自动化监测装置提供电能，在可充电锂电池电量不足时，太阳能电池能进行供电，实现供电方式互为补充。

实施例四：

本实施例与上述实施例基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，参见图3-图4，在温度传感器的电源和电线接地端之间设置自恢复保险丝，避免在温度传感器连接到每个通道时，因为接线问题导致短路从而烧坏采集器的情况发生。自恢复保险丝具有过流过热保护、自动恢复双重功能；当线路出现异常的大电流时，自恢复保险丝的电阻会变成非常大，产生很高的温度从而阻止电流的通过；当温度恢复正常，自恢复保险丝的电阻变成比较小，从而恢复线路导通。温度传感器采用DS18B20数字温度传感器探头，在传感器中内置EEPROM模块，实现限温报警。

实施例五：

本实施例与上述实施例基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，参见图1-图6，现场采集器采用双隔离系统，进行温度传感器数据流的匹配与解包，并将信号转化为温度数据；通过A单片机采集温度传感器传输信号，然后将采集好的数据发送给B单片机，B单片机将数据通过无线信号模块发送到后台进行输出或者在现场采集器上安装的显示器进行显示。本实施例能有效提高温度数据传输的稳定性与安全性。

场采集器采用STEM32主机芯片，并内置程序快速读取到完整的传感器单总线信令。本实施例使用STEM32主机芯片，内置程序可在极短时间内读取到完整的传感器单总线信令，解决了传感器的时序传输难题，能有效提高数据的稳定性与准确性。

现场采集器采用数据多方案传输，在不同外部作业条件下均能保证数据安全传输；在现场采集器内部设置232串口，直接现场读取温度数据；还在采集器内部设置局域网络无线或4G信号传输装置，进行数据远距离传输。本实施例使用数据多方案传输，在不同外部作业条件下均可保证数据安全传输在现场采集器内部设置232串口，可直接现场读取温度数据，另外在采集器内部设置局域网络无线和4G信号传输，保证数据可以进行远距离传输，不受现场工作环境的限制。

现场采集器采用低功耗器件，使用电平转换器将12v电源降压到5v，能进行手动控制模式和自动控制模式的选择和切换，现场采集器内部还设置定时器，定时控制设备的唤醒与睡眠，维持大体积混凝土温度自动化监测装置的整套系统持续工作。本实施例整体采用低功耗方案，不仅能进行手动控制，内部还设置定时器，还能够定时控制设备的唤醒与睡眠，保证整套装置可以持续工作。

实施例六：

本实施例与上述实施例基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，参见图1-图7，结合附图和优选实施案例对本发明进一步详述如下：

图1为外置保护盒的结构示意图，外置保护盒尺寸设置180×260×80mm，上部开设直径20mm圆孔，以便天线的安放。保护盒外壳采用轻质铸铝高强材料，整体刚度高，轻巧且方便携带，能最大限度保证内部现场采集器的正常工作，内壁涂抹防水隔温材料，不仅能防止在雨雪天或者施工过程中设备内部进水损坏，还能避免室外阳光直射导致内部温度过高零件烧坏。外置保护盒为模块化的装置，设有盒盖，盒盖通过搭扣与盒体进行组装，将现场采集器封装于外置保护盒内，在盒盖上设有把手，方便对盒盖进行开启，对盒体内的器件进行维护和更换。在外置保护盒顶部还设有手提处结构，方便外置保护盒的携带和搬运。

图2为DS18B20温度传感器样图，传感器通过微控制单元(MCU)采集混凝土温度后传输到温度采集器中，测温范围为-20℃到125℃，测量精度为±0.3℃。

图3为现场采集器示意图，是整款发明的核心系统，设计尺寸为150×220mm，现场采集器上开设3个直径20mm的圆孔，作为定位孔，便于设备定位，另外开设8个直径30mm的固定孔用于现场采集器的固定。在现场采集器上设有天线接口，应用于连接天线。在现场采集器的板卡上设有显示器和4G状态指示灯，进行信息的输出和提醒。在现场采集器的板卡上设有4G卡槽、STEM主控芯片，并设有多通道组件；此外，在现场采集器的板卡上还设置232数据接口，并设有太阳能充电口和电源接口，用于连接电源装置，在现场采集器的板卡还设置开关按钮，对现场采集器进行上电和去电控制。

现场采集器STEM32主板采用双隔离技术，主要功能是将温度传感器的信号进行匹配，将信号转化为温度数据，主板还设置有存储功能，最多可以本地存储2000条温度数据。现场采集器使用锂电池供电，在采集器下部设置有两个充电口，一个是交流电充电口，一个是太阳能充电口，采用双供电模式，在测量前使用外接电源给采集器充电后，在现场可直接依靠太阳能满足设备供电需求。采集器采用低功耗模式，通过电平转化器将外接12V电压降到低电压供采集器使用，还利用内部定时器自动控制设备的睡眠与唤醒，采集器中的开关按钮可现场控制设备的工作模式，手动控制与自动控制结合实时掌握内部混凝土温度。

现场采集器共设12个通道，可以保证装置在一个测点即可满足大体积混凝土的测量工作，不需另外架设。为了方便设备调试，采集器加装了232数据接口，可直接连接PC端调试设置设备的工作模式与工作指令，或者在现场条件恶劣的情况下，直接通过端口读取采集器存储数据。还可直接通过天线接口，接入GPRS天线，通过局域无线网远程控制设备。天线还可承担温度数据的传输工作，在一些不便架设无线电台的施工现场，采集器内还设有4G卡槽，可以通过4G信号控制设备或是传输温度数据，采集器中配置4G状态信号灯判断4G信号的强弱以及4G卡槽的供电状态。为了便于现场数据的显示，现场采集器内部设有数码管显示器，主要负责显示12个通道的温度数据，也可进行电量检测状态的显示。

参见图4，使用本实施例大体积混凝土温度自动化监测装置，采用如下操作步骤方法：

(1)在进行混凝土测温工作之前，先将各温度传感器与现场采集器连接，再用232串口连接到PC端；在上位机上预设好各传感器的地址与睡眠间隔，并在网页端或是PC端做好测点的配置工作，并事先对现场采集器电源进行充电，保证电量充足。

(2)图4是本实施例大体积混凝土温度自动化监测装置在混凝土立面方向安装布置示意图。在实际操作中，首先将温度传感器固定在直径10mm钢筋上，在钢筋顶端300mm处刷一道红色油漆作为标高控制线，从红色油漆线向下量取不同测温点深度，然后将温度传感器顶端的灵敏元件用细铁丝固定于各测温点处；为了防止钢筋的热传递，灵敏元件与钢筋之间用隔温垫片分隔；传感器和导线同时做好防护措施，以防在混凝土浇筑过程中损坏，测温线插头应用塑料包严，防止混凝土浇筑过程中被污染；传感器导线预留缓冲部分，防止导线或者温度传感器因为温度应力而损坏；最后将支撑温度传感器的钢筋固定在混凝土顶板钢筋骨架上，红色油漆线与钢筋骨架完成面平齐；完成温度传感器的安装后，将各传感器接头连接到12个通道上，再将太阳能板与温度采集器连接起来，即可完成整套设备安装；图5是本实施例装置的现场安装工作示意图；

(3)完成设备安装工作后，打开温度采集器，检测现场采集器电量情况和4G信号的强弱，打开开关按钮，测试各通道数据传输情况，防止在运输和安装过程中零件发生损坏；此外，在网页端和APP端校验温度测试情况，保证数据传输的稳定性；

(4)在浇筑混凝土前应再检查一遍测温点位置、标高是否正确，防止安装错误导致温度测量发生偏差；图6是本实施例装置在现场安装完成后的装置工作状态图；

(5)在上述工作完成后，即可在网页端和APP端查看温度变化状况，在网页端通过设置温度变化检测警戒值，可以在温度异常时发送短信通知给现场工作人员，以便其及时对混凝土采取降温措施。图7是网页端和APP端的测温数据与测温曲线效果图。

本实施例大体积混凝土温度自动化监测装置包括太阳能电源、现场采集器、温度传感器和传感器引线四部分。太阳能电源与现场采集器相连，可以保证对温度传感器和现场采集器的持续供电。温度传感器利用微控制单元(MCU)采集12个通道的混凝土温度，利用传感器引线通过串口传输到现场采集器的STEM32的主控芯片中进行温度数据的读取和保存。现场采集器由电平转换器、4G卡槽、数码管等组成，其在接收到温度传感器传输的信号后，主要负责温度数据的信号匹配以及传输等工作，并通过4G信号或者无线网络将现场数据实时发送至云端服务器；另外现场采集器还可进行设备指令的接收与发送、设备睡眠与唤醒等工作，是整套系统的核心构件。该装置采用无线通讯、USB通讯技术、自动化控制等先进技术手段，操作简便，设计智能，可开发程度高，能够实现对工业、民用条件下大体积混凝土温度的现场和远程的监测和预警。

上面对本发明实施例结合附图进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。