[0001] 本发明涉及大坝监测站控制技术领域，尤其是涉及智能大坝监测站控制系统及控制方法。

[0002] 大型水电工程大坝外形监测是一项重要的工程监测项目，旨在确保大坝的结构安全和效能。监测的目的是及时发现大坝的变形、位移、裂缝或其他结构问题，从而采取适当的维护和修复措施。

[0003] 通常采用多个大坝监测站分布在多个监测点上监测大坝的结构变形、应力、渗流、环境等因素；当监测数据出现异常时，监测站能够及时发出预警，为采取应急措施提供时间，防止事故的发生或扩大。

[0004] 多个大坝监测站的检测数据会通过通信系统传输给控制中心的服务器计算机，通过对数据的分析处理得到大坝区域的结构变形、应力、渗流、环境等监测数据。

[0005] 现有的大坝监测站在完成了监测点的布置后就不会再对其位置进行定位校准，且其监测动作控制基本按照工作人员现场设定的监测程序执行，无法根据远程指令实现单个或多个大坝监测站的控制。

[0006] 因此，开发一种适用于进行自主位置校准的大坝监测站及对应的大坝监测站控制系统是亟需解决的技术问题。

[0042] 以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

[0043] 本发明实施例公开智能大坝监测站控制系统及控制方法。

[0044] 参照图1－图3，实施例1，智能大坝监测站控制系统，用于控制大坝区域范围内的多个大坝监测站100，大坝监测站100设有位置标定单元，位置标定单元包括定位信标101和平面移动机构102，平面移动机构102的底座安装在监测点的混凝土基坑110的安装面，大坝监测站100的底座安装在平面移动机构102的平面移动部，定位信标101安装在大坝监测站100的顶部；

[0045] 智能大坝监测站控制系统包括监测站控制器1、基于无人机的巡检控制单元2和远端控制计算机3，监测站控制器1分别与大坝监测站100和位置标定单元通信连接，分别控制大坝监测站100和位置标定单元各执行器的执行动作；

[0046] 巡检控制单元2包括巡检标定无人机21和巡检无线控制器22，巡检无线控制器22安装在巡检标定无人机21的底部，巡检标定无人机21按照设定巡检周期或按照特殊巡检指令飞行到大坝监测站100正上方，巡检无线控制器22与监测站控制器1无线通信连接，基于定位信标101的位置标定数据向监测站控制器1发送控制指令集完成大坝监测站100位置校正；

[0047] 远端控制计算机3通过通信线路与大坝监测站100和监测站控制器1通信连接，采集大坝监测站100的监测数据，并向监测站控制器1交互控制指令；

[0048] 远端控制计算机3通过无线通信模块与巡检控制单元2控制连接，交互巡检控制指令。

[0049] 由于目标大坝附近的地理环境一般不是平坦区域，多个大坝监测站100组成的监测系统所在的多个监测位的通信实际上并不是那么稳定，如果布置无线通信组网，由于很大的地面起伏的影响，无线通信效果不好，因此一般选择采用架设通信线路的通信模式，正常通信模式下，远端控制计算机3通过通信线路与大坝监测站100和监测站控制器1通信连接，采集大坝监测站100的监测数据，并向监测站控制器1交互控制指令；

[0050] 当大坝区域出现地质位移，例如轻微地震、地质滑坡、恶劣天气等情况的影响下，大坝监测站100的位置与初始监测位可能存在偏移，还可能影响到正常通信线路的正常通信，因此额外布置了巡检控制单元2，巡检控制单元2的巡检标定无人机21可以按照设定周期，例如一天一次来进行巡检，巡检的目的主要是对大坝监测站100的位置进行标定，巡检无线控制器22位于空中几十米甚至几百米的位置，因此可以通过巡检标定无人机21与远端控制计算机3进行稳定的无线通信，直接位于大坝监测站100正上方，还可以高精度采集定位信标101的定位数据，其定位精度可以达到厘米级，当发现出现位移偏差大于设定阈值时，例如位移阈值是2cm，可以通过向监测站控制器1无线交互位置校正指令，使平面移动机构102动作，使大坝监测站100回到初始监测点，避免因监测点偏移导致监测数据不准；

[0051] 多种通信控制模式，可以稳定可靠地对大坝监测站100进行控制，保障大坝监测站100在正确的监测位稳定运行。

[0052] 实施例2，大坝监测站100还包括升降调整机构103，升降调整机构103的底座安装在预制混凝土安装面，平面移动机构102的底座安装在升降调整机构103的升降部顶面，当升降调整机构103的升降部上升到设定监测位时，大坝监测站100位于设定监测高度，当升降调整机构103的升降部下降到设定回收位时，大坝监测站100缩回预制混凝土基坑110内，大坝监测站100的最高点与预制混凝土基坑110的顶面平齐，监测站控制器1控制升降调整机构103的执行动作。

[0053] 升降调整机构103的设置作用是对大坝监测站100的监测高度进行微调，且在恶劣天气，例如龙卷风等，可以将大坝监测站100缩回预制混凝土基坑110内，避免大坝监测站100顶部的监测仪器受到损坏。

[0054] 实施例3，监测站控制器1包括监测端无线通信模块11、指令存储器12和主控芯片13，当巡检标定无人机21飞行到大坝监测站100的正上方时，巡检无线控制器22与监测端无线通信模块11建立无线通信，指令存储器12与监测端无线通信模块11通信连接，主控芯片
13与指令存储器12通过连接，并分别控制平面移动机构102、升降调整机构103和大坝监测站100的执行动作。

[0055] 巡检标定无人机21可以是一架，也可以是多架，具体按照大坝监测站100的数量灵活选择，例如只有5个大坝监测站100的情况，巡检标定无人机21一架即可完成巡检任务，如果超过10个大坝监测站100，则需要两架巡检标定无人机21接力完成巡检任务。

[0056] 实施例4，巡检标定无人机21的底部还挂载摄像头模组23，摄像头模组23镜头朝下拍摄大坝监测站100全景画面，并通过巡检标定无人机21的飞控系统与远端控制计算机3无线通信交互画面数据。

[0057] 摄像头模组23可以在巡检过程中采集大坝监测站100的画面，为远端控制室的工作人员提供大坝监测站100全貌画面，一是监控整个巡检调整过程，而是基于大坝监测站100的全貌画面对运行状态进行评估。

[0058] 实施例5，巡检无线控制器22包括北斗接收机221、巡检端无线通信模块222、巡检存储器223和巡检定位分析芯片224，定位信标101是北斗定位信标，当巡检标定无人机21飞行到大坝监测站100的正上方时，巡检端无线通信模块222与监测端无线通信模块11无线组网通信连接，北斗接收机221读取定位信标101的北斗定位数据，巡检存储器223分别与北斗接收机221、巡检端无线通信模块222和巡检标定无人机21的飞控系统通信，基于巡检标定无人机21的飞控系统与远端控制计算机3实现无线通信，基于巡检端无线通信模块222与监测站控制器1实现无线通信，巡检定位分析芯片224分析北斗定位数据，并生成位置调整控制指令，并与巡检存储器223通信连接。

[0059] 北斗接收机221与定位信标101之间完全没有任何阻隔，可以高精度地读取北斗定位数据，从而为位置校准提供可靠数据，巡检定位分析芯片224基于当前定位数据和初始定位数据计算位移值，并基于位移值来生成位置调整控制指令，再基于巡检端无线通信模块222与监测端无线通信模块11无线组网交互位置调整控制指令，监测站控制器1执行位置调整控制指令就完成了位置的校准。

[0060] 实施例6，远端控制计算机3包括无人机地面控制站31和计算机32，无人机地面控制站31与巡检标定无人机21的飞控系统无线通信连接，计算机32与无人机地面控制站31通信连接，并通过通信线路与大坝监测站100和监测站控制器1通信连接。

[0061] 巡检标定无人机21飞行到空中后，就会减少与无人机地面控制站31之间的物理阻隔，可以实现与巡检标定无人机21的稳定无线连接，计算机32通过通信线路与大坝监测站100和监测站控制器1通信连接实现正常通信模式，通过巡检标定无人机21实现巡检通信模式。

[0062] 实施例7，平面移动机构102是伺服十字滑台，升降调整机构103是伺服升降台。

[0063] 伺服十字滑台可以实现毫米级的平面位置调整，伺服升降台可以实现毫米级的高度位置调整。

[0064] 实施例8，智能大坝监测站控制方法，采用智能大坝监测站控制系统采集大坝监测站100的监测数据，并定期对大坝监测站100位置进行校准，包括以下通信模式：

[0065] 正常通信模式，计算机32基于通信线路与大坝监测站100和监测站控制器1通信连接，采集大坝监测站100的监测数据，并向监测站控制器1交互控制指令，控制大坝监测站100上监测仪器的参数；

[0066] 巡检通信模式，每隔设定周期，巡检标定无人机21按照多个大坝监测站100的标号顺序，巡检标定无人机21依次飞行到大坝监测站100的正上方时，巡检端无线通信模块222与监测端无线通信模块11无线组网通信连接，北斗接收机221读取定位信标101的北斗定位数据，巡检定位分析芯片224分析北斗定位数据，并生成位置调整控制指令存储在巡检存储器223，巡检存储器223通过巡检端无线通信模块222和监测端无线通信模块11将位置调整控制指令传输给指令存储器12，主控芯片13调用指令存储器12的位置调整控制指令，并分别控制平面移动机构102和升降调整机构103动作实现平面位置的调整。

[0067] 实施例9，巡检通信模式下，摄像头模组23镜头朝下拍摄大坝监测站100全景画面，计算机32通过无人机地面控制站31和巡检标定无人机21的飞控系统交互大坝监测站100全景画面，对位置调整过程全程视频监控。

[0068] 实施例10，当判断大坝区域将会出现极端气象时，通过正常通信模式或巡检通信模式向监测站控制器1交互规避指令，监测站控制器1执行规避指令，控制升降调整机构103的升降部下降到设定回收位时，大坝监测站100缩回预制混凝土基坑110内。

[0069] 极端气象指龙卷风、强台风、雷暴等极端天气，监测站控制器1执行规避指令可以避免大坝监测站100顶部的监测仪器受到破坏。

[0070] 以上均为本发明的较佳实施例，并非以此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。