專利名稱：大跨度結構無線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種監(jiān)測系統(tǒng)，尤其涉及一種大跨度建筑結構的無線監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術：
鋼結構在吊裝施工時，主架的組裝和焊接在臨時支撐塔架上進行，待整體合攏后， 再將臨時支撐塔架拆除(此過程稱為卸載)。由于屋頂鋼結構重量較大，且要求卸載中結構整體分級同步卸載，嚴格進行比例控制。因此，卸載控制點多，單點卸載噸位大，卸載難度非常大。這就需要對鋼結構的關鍵構件在整個卸載過程中的應力進行有效監(jiān)測，以確保卸載過程中的安全性。由于卸載監(jiān)測范圍覆蓋面廣，測點數(shù)量多，數(shù)據(jù)采集時間短，測點布置條件差，而且測點布置工作與鋼結構安裝施工同步進行，所以如果采用傳統(tǒng)的有線數(shù)據(jù)采集與傳輸方案，會由于需要繁雜冗長的信號線、電源線以及專門的監(jiān)測用房，造成監(jiān)測工作與施工單位安裝作業(yè)的相互影響。也有采用無線監(jiān)測的，如2009年9月2日公開的的中國專利申請，公開號為 CN101520381A，公開了一種基于太陽能供電與傳感器的鋼結構建筑無線監(jiān)測系統(tǒng)，其主要由計算機工作站、基站和若干個監(jiān)測單元組成；計算機工作站采用串口或USB 口與基站的單片機相連，進行數(shù)據(jù)交互，基站與監(jiān)測單元通過無線收發(fā)模塊進行數(shù)據(jù)的無線信號傳輸。 其結構較為復雜、組網(wǎng)不靈活。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術效果能夠克服上述缺陷，提供一種大跨度結構無線監(jiān)測系統(tǒng)，其系統(tǒng)簡潔、穩(wěn)定性好。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案其包括采集模塊、傳輸模塊、數(shù)據(jù)處理模塊，采集模塊與數(shù)據(jù)處理模塊之間通過傳輸模塊無線通信。屋蓋鋼結構跨度大，覆蓋面積也大，受力非常復雜。為了對鋼結構在卸載全過程中的應力變化進行監(jiān)測，研制了基于靜態(tài)應變無線數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)膽ΡO(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)最大的特點是無需現(xiàn)場布線，所有指令和采集到的數(shù)據(jù)都采用無線數(shù)字信號進行傳輸，最大限度的降低了監(jiān)測布點等工序與現(xiàn)場施工的相互影響。采集模塊采用振弦式數(shù)碼應變計，振弦式數(shù)碼應變計用于獲得監(jiān)測規(guī)定部位鋼結構構件的應力信息。振弦式數(shù)碼應變計采用振弦理論設計制造，具有以下優(yōu)點1.高靈敏度、高精度、高穩(wěn)定性，適合長期監(jiān)測；2.以頻率為傳輸信號，抗干擾能力強，在長距離傳輸中不失真；3.具有良好的卷預案性能和防水性能；4.采用脈沖激振方式激振，測試速度快。傳輸模塊采用GPRS模式通信，傳輸模塊還包括A/D轉換器，A/D轉換器分別與無線接收模塊、無線發(fā)射模塊連接。傳輸模塊采集振弦式數(shù)碼應變計傳來的信息，對模擬信號進行調(diào)制、處理，轉換為數(shù)字信號，通過無線發(fā)射將信號傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊。傳輸模塊的轉換和信號的發(fā)射不用外接電源，而是用自帶的電池。不進行測試時，系統(tǒng)按照預先設定的時間處于休眠狀態(tài)，在需要測試時系統(tǒng)按時醒來。應力監(jiān)測系統(tǒng)采用嵌入式操作系統(tǒng)和用戶軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和分析、數(shù)據(jù)存儲和管理等功能，并對各子系統(tǒng)進行統(tǒng)一的控制和管理，使各子系統(tǒng)在物理上、邏輯上和功能上聯(lián)動和協(xié)同工作。無線數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)墓ぷ髟硎怯蓴?shù)據(jù)處理模塊向被賦予唯一編碼的傳輸模塊發(fā)送含有具體編號的數(shù)據(jù)包，點名讓指定的振弦式數(shù)碼應變計采集數(shù)據(jù)。對應的應變計收到采集命令后，采集數(shù)據(jù)并發(fā)回。期間，所有未被點到名的應變計保持在低能耗監(jiān)聽狀態(tài)，不做無效數(shù)據(jù)采集以降低消耗。數(shù)據(jù)處理模塊為PC機?；陟o態(tài)應變無線數(shù)據(jù)采集與發(fā)射的應力監(jiān)測系統(tǒng)，克服了在現(xiàn)場布設復雜信號線和電源線的困難，也減少了監(jiān)測工作與現(xiàn)場施工之間的相互影響。經(jīng)過在大跨度鋼結構卸載過程中的應用實踐，證明該系統(tǒng)的簡潔性、有效性和穩(wěn)定性，可以廣泛應用于其它類似結構的施工監(jiān)測。本發(fā)明的有益效果是在功能上做到真正意義上的零線路布置，長期全天候工作。 根據(jù)鋼結構建筑響應特性，實現(xiàn)各類物理參數(shù)的監(jiān)測。根據(jù)鋼結構建筑跨度大、分布面廣的特性，實現(xiàn)傳感器監(jiān)測點的傳輸接力、靈活組網(wǎng)。


圖1為本發(fā)明的電路模塊示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的系統(tǒng)包括采集模塊、傳輸模塊、數(shù)據(jù)處理模塊，采集模塊與數(shù)據(jù)處理模塊之間通過傳輸模塊無線通信。采集模塊采用振弦式數(shù)碼應變計。傳輸模塊采用GPRS模式通信，傳輸模塊還包括 A/D轉換器，A/D轉換器分別與無線接收模塊、無線發(fā)射模塊連接。數(shù)據(jù)處理模塊為PC機。實際使用時，每榀主桁架中選取兩端和中間的上弦桿、斜腹桿和下弦桿作為測試對象，在相應位置設置振弦式數(shù)碼應變計。測點在鋼結構的平面分布基本上覆蓋了整體鋼結構。由于測試點較多，全部測試一次需要時間較長，為了縮短數(shù)據(jù)采集時間，盡快向位于場地中間的信息處理中心提供實測的應力數(shù)據(jù)，可設置多處應力數(shù)據(jù)采集點。卸載正式開始后，數(shù)據(jù)處理模塊收集整體卸載過程中的各種技術信息，經(jīng)計算后， 將后續(xù)卸載位移量和技術要求報請卸載總指揮批準，然后將有關指令傳遞給傳輸模塊，再將這些指令傳達給各數(shù)據(jù)采集點。各數(shù)據(jù)采集點接到數(shù)據(jù)處理模塊的指令后，開始卸載，待卸載到位并穩(wěn)定后，采集其負責區(qū)域測點的數(shù)據(jù)。
權利要求
1.一種大跨度結構無線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括采集模塊、傳輸模塊、數(shù)據(jù)處理模塊，采集模塊與數(shù)據(jù)處理模塊之間通過傳輸模塊無線通信。
2.根據(jù)權利要求1所述的大跨度結構無線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，采集模塊采用振弦式數(shù)碼應變計。
3.根據(jù)權利要求1所述的大跨度結構無線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，傳輸模塊包括無線接收模塊和無線發(fā)射模塊。
4.根據(jù)權利要求3所述的大跨度結構無線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，傳輸模塊采用GPRS 模式通信。
5.根據(jù)權利要求4所述的大跨度結構無線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，傳輸模塊還包括A/D 轉換器，A/D轉換器分別與無線接收模塊、無線發(fā)射模塊連接。
6.根據(jù)權利要求1所述的大跨度結構無線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)據(jù)處理模塊為PC機。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種監(jiān)測系統(tǒng)，尤其涉及一種大跨度建筑結構的無線監(jiān)測系統(tǒng)。本發(fā)明的大跨度結構無線監(jiān)測系統(tǒng)，包括采集模塊、傳輸模塊、數(shù)據(jù)處理模塊，采集模塊與數(shù)據(jù)處理模塊之間通過傳輸模塊無線通信。本發(fā)明的有益效果是在功能上做到真正意義上的零線路布置，長期全天候工作。根據(jù)鋼結構建筑響應特性，實現(xiàn)各類物理參數(shù)的監(jiān)測。根據(jù)鋼結構建筑跨度大、分布面廣的特性，實現(xiàn)傳感器監(jiān)測點的傳輸接力、靈活組網(wǎng)。
文檔編號G01L1/00GK102270380SQ201010197938
公開日2011年12月7日 申請日期2010年6月1日 優(yōu)先權日2010年6月1日
發(fā)明者張同波, 張紀剛, 王勝 申請人:青島理工大學, 青建集團股份公司