为构建基于物联网的结构健康监测系统,搭建如图1所示的系统,其硬件和软件网络具体包括如下几部分:

(1) 传感器系统SS主要负责前端结构监测的数据采集。由各类传感器组成,包括位移传感器、应变传感器、加速度传感器、倾角传感器、光纤光栅传感器、GPS定位系统、近景摄像仪、全站仪等,用于监测结构的各类动静态响应和所处环境的参数,实时记录施工期和运营期结构的各类信息。

(2) 数据采集与传输系统(DCTS由数据采集子站、数据传输网络和相应的软件系统组成,用于收集各类检测数据和采集传感器信号并传输给数据处理与控制系统。针对结构覆盖区域较大的特点,研究分布式的结构监测系统和远程无线传输方式,通过以太网络进行数据传输并实现远程监控。

(3) 数据分析与控制系统DACS由数据分析与控制服务器和相应的软件系统组成,用于:1) 驱动或唤醒各类传感器,如远程控制全站仪完成自动搜索和测量等功能,实时唤醒各类动态传感器测量数据;2) 控制数据采集与传输系统,如远程设置采样参数等;3) 数据初步分析,对异常数据给予预警并发送指令唤醒相关传感器;4) 数据编档、入库(数据库)和备份。

(4) 结构监测与评估系统(DMAS:由结构健康状况评价服务器和相应的软件系统组成,用于:1) 实时显示数据,如结构变形、渗漏水、裂缝、加速度响应和现场视频等;2) 数据的深度分析;3) 结构有限元模型修正及分析;4) 结构正常施工荷载条件下系统识别;5) 正常运行条件下结构系统识别;6) 构件状态及安全性评估;7)对结构施工和运营期异常情况和结构性能退化给予预警,对结构管养提供建议;8) 分析结果的编档和入库。

(5) 数据存储与管理系统DSMS由数据管理服务器、特大容量硬盘和相应的软件系统组成,管理的信息包括:1) 基于GIS的线路基本信息;2)结构的结构信息;3) 传统人工排查和各设备仪器获取的渗漏水、裂缝、衬砌剥落等静态信息; 4) 传感器记录的变形、沉降、应变和加速度响应等动态信息;5) 存储各类原始数据;6) 存储各类分析结果;7) 维护、检查、维修和修复记录等。用于:借助结构的三维虚拟现实模型查询信息,如可通过点击GIS界面下某区域得到所需的信息等;实现数据分析软件与数据库之间的自动数据交换;响应用户查询,自动生成结构健康评价报告。

(6) 检查与养护系统IMS由手提电脑、便携式数据采集仪、检测传感器、网络电缆通讯故障的仪表和相应的软件系统组成,用于检修各类传感器和通讯网络的故障、采集定期监测传感器的信号。

(7) 系统用户设计:研发可视化监控中心软件,基于人机交互可视化界面完成上述六个系统的参数设置、系统控制、数据存储和管理等功能。建立用户数据库,分别对管理员、施工期工作人员和运营期工作人员进行分组管理,给每个用户授予不同的操作权限,保证数据的安全。系统采用模块化设计方法,用户对每个功能模块都有自己的访问权限,只有对某个功能模块具有访问权限的用户才能访问该模块。研发简单易行的人机交互界面,确保结构施工人员和运营工作人员可操作。另外系统具有良好的扩展性,可按照需求增加软件功能模块,同时可方便与其它监测分析系统进行数据交互。

(8) 手机APP软件开发随着移动互联网技术的深入发展和智能仪器仪表技术的逐渐成熟,移动互联网技术有逐渐向智能仪器仪表技术控制领域渗透的趋势。基于成熟的TCP/IP的移动互联网通信技术逐渐通过无线网络与许多自智能仪器的软件及设备相联接,实现了相互间的通信,使通过手持嵌入式设备来操控智能仪器仪表并读取智能仪器的数据成为现实。这都较大地提高了测量系统的性能,并大大节约了人力资源成本。为进一步提高系统的实时性,本系统将该控制监控系统移植到手持嵌入式设备上(如手机,平板电脑等),使得运营管理者可以通过手持终端随时随地接入系统。由于手持终端软件客户端同样采用B/S模式,其数据的访问和控制与本系统框架完全一样,因此这种扩展功能模块可以平滑过渡,做到无缝连接。

1114.jpg

  1结构全寿命自动监测系统结构


公司简介

奇爱科技-一站式结构健康监测服务,采用现代传感技术,专业结构分析,智能监测系统,对结构实时监测预警,提供结构健康状态分析与损失评估。广泛应用于桥梁/建筑/公路/隧道/地铁/市政/水利等领...

查看更多

应用领域

联系我们

  • 湖南省长沙市天心区758号
  • 136-5731-1668
  • hnqiai@163.com
  • www.hnqiai.com

版权所有 奇爱科技 @2016-2018

湘ICP备11017518号