本發(fā)明屬于土建工程健康監(jiān)測領(lǐng)域，具體涉及一種土木工程結(jié)構(gòu)健康檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

重大工程結(jié)構(gòu)的使用期長達(dá)幾十年、甚至上百年，在環(huán)境侵蝕、材料老化和荷載的長期效應(yīng)、疲勞效應(yīng)等災(zāi)害因素的共同作用下將不可避免地導(dǎo)致結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的損傷積累和抗力衰減，極端情況下可能引發(fā)災(zāi)難性的突發(fā)事故。隨著對工程結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性及正常使用功能的日益關(guān)注，人們希望能夠在結(jié)構(gòu)的服役期，即使出現(xiàn)一些如地震、臺風(fēng)、爆炸等災(zāi)害性事故后，也能充分了解結(jié)構(gòu)的健康狀況，以決定是否需要對結(jié)構(gòu)進(jìn)行維修和養(yǎng)護(hù)，以及何時進(jìn)行維修和養(yǎng)護(hù)。隨著全世界經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，土木工程領(lǐng)域也取得了令人矚目的成就，各種大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)不斷出現(xiàn)。當(dāng)今的土木工程結(jié)構(gòu)正在向超大化、復(fù)雜化方向發(fā)展，如大型橋梁、超高層建筑、規(guī)模巨大的大型場館、大型水壩、核電站及近海結(jié)構(gòu)等。由于大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)具有特別重大的社會意義和影響，加之其體量大、個性顯著、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此，對通過結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與安全預(yù)警技術(shù)，監(jiān)測其關(guān)鍵構(gòu)件和關(guān)鍵位置的反應(yīng)，推斷其結(jié)構(gòu)的健康與安全狀況，并及時進(jìn)行預(yù)警，從而保障結(jié)構(gòu)的服役安全，避免重大事故的發(fā)生，是土木工程領(lǐng)域的前沿技術(shù)。

現(xiàn)有土木工程結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)監(jiān)測由于多采用人工定期檢查記錄，并進(jìn)行數(shù)據(jù)對比，需要巨大的工作量，同時對工人來說具有一定的危險，滿足不了日益增長的土建需求。即便是有的監(jiān)測體系采取的是自動監(jiān)測的手段，但也會出現(xiàn)諸如布線復(fù)雜、布線效率低，需要耗費(fèi)大量人力、物力、財力；受制于有線限制，無法移動便捷操作，容易造成采集數(shù)據(jù)讀取錯誤等缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種能夠自動監(jiān)測的土木工程結(jié)構(gòu)健康檢測系統(tǒng)，并通過無線網(wǎng)絡(luò)隨時將檢測數(shù)據(jù)發(fā)送給監(jiān)控終端，以便于工程人員及時了解土木工程結(jié)構(gòu)的健康狀況。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種土木工程結(jié)構(gòu)健康檢測系統(tǒng)，包括：中央處理器、建筑體檢測單元、環(huán)境檢測單元、攝像裝置、遠(yuǎn)程監(jiān)控端以及太陽能供電裝置；所述中央處理器通過無線收發(fā)模塊一與遠(yuǎn)程監(jiān)控端無線通訊連接；所述太陽能供電裝置與中央處理器電連接；所述建筑體檢測單元用于實時采集建筑體上測量點的振動物理量、加速度物理量、內(nèi)部的裂紋和缺陷物理量以及應(yīng)變物理量，并將所采集到的各物理量信號實時發(fā)送給所述中央處理器；所述環(huán)境檢測單元用于實時采集建筑體上測量點處環(huán)境中的空氣酸堿度值、溫濕度值、風(fēng)壓值以及風(fēng)速值，并將采集到的各數(shù)值信號實時發(fā)送給所述中央處理器；所述攝像裝置用于實時采集建筑體上測量點處的視頻，并將視頻信號實時發(fā)送給所述中央處理器；所述中央處理器用于實時接收所述建筑體檢測單元所發(fā)送的振動物理量、加速度物理量、內(nèi)部的裂紋和缺陷物理量以及應(yīng)變物理量信號并發(fā)送給無線收發(fā)模塊一，中央處理器同時將所接收到的各物理量信號值與所設(shè)定的各物理量信號值進(jìn)行實時比對，若所接收到的各物理量信號值中的一個或多個信號值低于設(shè)定值，所述中央處理器將向無線收發(fā)模塊一發(fā)出建筑體檢測異常的信號；所述中央處理器還用于實時接收所述環(huán)境檢測單元所發(fā)送的空氣酸堿度值信號、溫濕度值信號、風(fēng)壓值信號以及風(fēng)速值信號，并發(fā)送給無線收發(fā)模塊一；所述中央處理器還用于實時接收攝像裝置實時采集的建筑體上測量點處的視頻信號，并將視頻信號實時發(fā)送給所述無線收發(fā)模塊一；所述無線收發(fā)模塊一用于實時接收所述中央處理器發(fā)送來的振動物理量、加速度物理量、內(nèi)部的裂紋和缺陷物理量以及應(yīng)變物理量信號，并發(fā)送給所述遠(yuǎn)程監(jiān)控端；所述無線收發(fā)模塊一還用于接收所述中央處理器發(fā)送來的建筑體檢測異常的信號，并發(fā)送給所述遠(yuǎn)程監(jiān)控端；所述無線收發(fā)模塊一還用于實時接收所述中央處理器發(fā)送來的空氣酸堿度值信號、溫濕度值信號、風(fēng)壓值信號以及風(fēng)速值信號，并發(fā)送給所述遠(yuǎn)程監(jiān)控端；所述無線收發(fā)模塊一還用于實時接收所述中央處理器發(fā)送來的視頻信號，并發(fā)送給所述遠(yuǎn)程監(jiān)控端。

較佳地，所述中央處理器還信號連接有g(shù)ps模塊；所述gps模塊用于采集建筑體上測量點處的地理位置，并將地理位置信號發(fā)送給中央處理器；所述中央處理器將所述地理位置信號發(fā)送給所述無線收發(fā)模塊一；所述無線收發(fā)模塊一將所接收到的所述地理位置信號發(fā)送給所述遠(yuǎn)程監(jiān)控端。

較佳地，所述建筑體檢測單元包括分別與所述中央處理器信號連接的用于實時采集建筑體上測量點的振動物理量的振動檢測模塊、用于實時采集建筑體上測量點的加速度物理量的加速度傳感器、用于實時采集建筑體上測量點的內(nèi)部的裂紋和缺陷物理量的移動探傷探頭以及用于實時采集建筑體上測量點處應(yīng)變物理量的應(yīng)變計。

較佳地，所述環(huán)境檢測單元包括分別與所述中央處理器信號連接的用于實時采集建筑體上測量點處環(huán)境中的空氣酸堿度值的空氣酸堿度檢測儀、用于實時采集建筑體上測量點處環(huán)境中的溫濕度值的溫濕度傳感器、用于實時采集建筑體上測量點處環(huán)境中的風(fēng)壓值的風(fēng)壓儀以及用于實時采集建筑體上測量點處環(huán)境中的風(fēng)速值的風(fēng)速儀。

較佳地，所述攝像裝置包括分別與中央處理器信號連接的攝像機(jī)以及云臺，所述攝像機(jī)設(shè)于云臺上。

較佳地，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控端包括與無線收發(fā)模塊一無線通訊連接的無線收發(fā)模塊二，所述無線收發(fā)模塊二與移動監(jiān)控端以及遠(yuǎn)程監(jiān)控計算機(jī)分別信號連接；所述遠(yuǎn)程監(jiān)控計算機(jī)與報警裝置信號連接；所述無線收發(fā)模塊二用于實時接收無線收發(fā)模塊一所發(fā)送來的振動物理量、加速度物理量、內(nèi)部的裂紋和缺陷物理量、應(yīng)變物理量信號、空氣酸堿度值信號、溫濕度值信號、風(fēng)壓值信號、風(fēng)速值信號以及視頻信號，并發(fā)送給所述移動監(jiān)控終端以及遠(yuǎn)程監(jiān)控計算機(jī)；所述無線收發(fā)模塊二還用于接收無線收發(fā)模塊一所發(fā)送來的建筑體檢測異常的信號，并發(fā)送給所述遠(yuǎn)程監(jiān)控計算機(jī)；所述遠(yuǎn)程監(jiān)控計算機(jī)根據(jù)所述建筑體檢測異常的信號向報警裝置發(fā)送報警指令。

較佳地，所述太陽能供電裝置包括太陽能電池板以及與太陽能電池板電連接的蓄電池，所述中央控制器與蓄電池通過電源開關(guān)電連接。

較佳地，所述中央處理器是msp430單片機(jī)或型號為omroncp1e-n20dr-d的plc控制器。

較佳地，所述無線收發(fā)模塊一以及無線收發(fā)模塊二是3g無線通信模塊、4g無線通信模塊或wifi模塊。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供了一種土木工程結(jié)構(gòu)健康檢測系統(tǒng)，能夠自動采集包括建筑物檢測點的振動物理量、加速度物理量、內(nèi)部的裂紋和缺陷物理量、應(yīng)變物理量信號、空氣酸堿度值、溫濕度值、風(fēng)壓值、風(fēng)速值以及視頻信號，并具備振動物理量、加速度物理量、內(nèi)部的裂紋和缺陷物理量以及應(yīng)變物理量信號異常的報警功能?？朔爽F(xiàn)有土木工程結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)監(jiān)測由于多采用人工定期檢查記錄，并進(jìn)行數(shù)據(jù)對比，需要巨大的工作量，同時對工人來說具有一定的危險的缺點，并能夠通過無線網(wǎng)絡(luò)隨時將監(jiān)測數(shù)據(jù)自動發(fā)送給監(jiān)控終端，以便于工程人員及時了解土木工程結(jié)構(gòu)的健康狀況。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的一個具體實施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受具體實施方式的限制。

如圖1所示，本實施例提供了一種土木工程結(jié)構(gòu)健康檢測系統(tǒng)，包括：中央處理器、建筑體檢測單元、環(huán)境檢測單元、攝像裝置、遠(yuǎn)程監(jiān)控端以及太陽能供電裝置；所述中央處理器通過無線收發(fā)模塊一與遠(yuǎn)程監(jiān)控端無線通訊連接；所述太陽能供電裝置與中央處理器電連接；所述建筑體檢測單元用于實時采集建筑體上測量點的振動物理量、加速度物理量、內(nèi)部的裂紋和缺陷物理量以及應(yīng)變物理量，并將所采集到的各物理量信號實時發(fā)送給所述中央處理器；所述環(huán)境檢測單元用于實時采集建筑體上測量點處環(huán)境中的空氣酸堿度值、溫濕度值、風(fēng)壓值以及風(fēng)速值，并將采集到的各數(shù)值信號實時發(fā)送給所述中央處理器；所述攝像裝置用于實時采集建筑體上測量點處的視頻，并將視頻信號實時發(fā)送給所述中央處理器；所述中央處理器用于實時接收所述建筑體檢測單元所發(fā)送的振動物理量、加速度物理量、內(nèi)部的裂紋和缺陷物理量以及應(yīng)變物理量信號并發(fā)送給無線收發(fā)模塊一，中央處理器同時將所接收到的各物理量信號值與所設(shè)定的各物理量信號值進(jìn)行實時比對，若所接收到的各物理量信號值中的一個或多個信號值低于設(shè)定值，所述中央處理器將向無線收發(fā)模塊一發(fā)出建筑體檢測異常的信號；所述中央處理器還用于實時接收所述環(huán)境檢測單元所發(fā)送的空氣酸堿度值信號、溫濕度值信號、風(fēng)壓值信號以及風(fēng)速值信號，并發(fā)送給無線收發(fā)模塊一；所述中央處理器還用于實時接收攝像裝置實時采集的建筑體上測量點處的視頻信號，并將視頻信號實時發(fā)送給所述無線收發(fā)模塊一；所述無線收發(fā)模塊一用于實時接收所述中央處理器發(fā)送來的振動物理量、加速度物理量、內(nèi)部的裂紋和缺陷物理量以及應(yīng)變物理量信號，并發(fā)送給所述遠(yuǎn)程監(jiān)控端；所述無線收發(fā)模塊一還用于接收所述中央處理器發(fā)送來的建筑體檢測異常的信號，并發(fā)送給所述遠(yuǎn)程監(jiān)控端；所述無線收發(fā)模塊一還用于實時接收所述中央處理器發(fā)送來的空氣酸堿度值信號、溫濕度值信號、風(fēng)壓值信號以及風(fēng)速值信號，并發(fā)送給所述遠(yuǎn)程監(jiān)控端；所述無線收發(fā)模塊一還用于實時接收所述中央處理器發(fā)送來的視頻信號，并發(fā)送給所述遠(yuǎn)程監(jiān)控端。

進(jìn)一步地，所述中央處理器還信號連接有g(shù)ps模塊；所述gps模塊用于采集建筑體上測量點處的地理位置，并將地理位置信號發(fā)送給中央處理器；所述中央處理器將所述地理位置信號發(fā)送給所述無線收發(fā)模塊一；所述無線收發(fā)模塊一將所接收到的所述地理位置信號發(fā)送給所述遠(yuǎn)程監(jiān)控端。

進(jìn)一步地，所述建筑體檢測單元包括分別與所述中央處理器信號連接的用于實時采集建筑體上測量點的振動物理量的振動檢測模塊、用于實時采集建筑體上測量點的加速度物理量的加速度傳感器、用于實時采集建筑體上測量點的內(nèi)部的裂紋和缺陷物理量的移動探傷探頭以及用于實時采集建筑體上測量點處應(yīng)變物理量的應(yīng)變計。

進(jìn)一步地，所述環(huán)境檢測單元包括分別與所述中央處理器信號連接的用于實時采集建筑體上測量點處環(huán)境中的空氣酸堿度值的空氣酸堿度檢測儀、用于實時采集建筑體上測量點處環(huán)境中的溫濕度值的溫濕度傳感器、用于實時采集建筑體上測量點處環(huán)境中的風(fēng)壓值的風(fēng)壓儀以及用于實時采集建筑體上測量點處環(huán)境中的風(fēng)速值的風(fēng)速儀。

進(jìn)一步地，所述攝像裝置包括分別與中央處理器信號連接的攝像機(jī)以及云臺，所述攝像機(jī)設(shè)于云臺上。

進(jìn)一步地，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控端包括與無線收發(fā)模塊一無線通訊連接的無線收發(fā)模塊二，所述無線收發(fā)模塊二與移動監(jiān)控端以及遠(yuǎn)程監(jiān)控計算機(jī)分別信號連接；所述遠(yuǎn)程監(jiān)控計算機(jī)與報警裝置信號連接；所述無線收發(fā)模塊二用于實時接收無線收發(fā)模塊一所發(fā)送來的振動物理量、加速度物理量、內(nèi)部的裂紋和缺陷物理量、應(yīng)變物理量信號、空氣酸堿度值信號、溫濕度值信號、風(fēng)壓值信號、風(fēng)速值信號以及視頻信號，并發(fā)送給所述移動監(jiān)控終端以及遠(yuǎn)程監(jiān)控計算機(jī)；所述無線收發(fā)模塊二還用于接收無線收發(fā)模塊一所發(fā)送來的建筑體檢測異常的信號，并發(fā)送給所述遠(yuǎn)程監(jiān)控計算機(jī)；所述遠(yuǎn)程監(jiān)控計算機(jī)根據(jù)所述建筑體檢測異常的信號向報警裝置發(fā)送報警指令。

進(jìn)一步地，所述太陽能供電裝置包括太陽能電池板以及與太陽能電池板電連接的蓄電池，所述中央控制器與蓄電池通過電源開關(guān)電連接。

進(jìn)一步地，所述中央處理器是msp430單片機(jī)或型號為omroncp1e-n20dr-d的plc控制器。

進(jìn)一步地，所述無線收發(fā)模塊一以及無線收發(fā)模塊二是3g無線通信模塊、4g無線通信模塊或wifi模塊。

綜上所述，本發(fā)明提供的一種土木工程結(jié)構(gòu)健康檢測系統(tǒng)，能夠自動采集包括建筑物檢測點的振動物理量、加速度物理量、內(nèi)部的裂紋和缺陷物理量、應(yīng)變物理量信號、空氣酸堿度值、溫濕度值、風(fēng)壓值、風(fēng)速值以及視頻信號，并具備振動物理量、加速度物理量、內(nèi)部的裂紋和缺陷物理量以及應(yīng)變物理量信號異常的報警功能?？朔爽F(xiàn)有土木工程結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)監(jiān)測由于多采用人工定期檢查記錄，并進(jìn)行數(shù)據(jù)對比，需要巨大的工作量，同時對工人來說具有一定的危險的缺點，并能夠通過無線網(wǎng)絡(luò)隨時將監(jiān)測數(shù)據(jù)自動發(fā)送給監(jiān)控終端，以便于工程人員及時了解土木工程結(jié)構(gòu)的健康狀況。

以上公開的僅為本發(fā)明的幾個具體實施例，但是，本發(fā)明實施例并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。