本實(shí)用新型涉及一種大型混凝土溫控養(yǎng)護(hù)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),屬于工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
對(duì)于大型混凝土構(gòu)件,需考慮超長(zhǎng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力和裂縫控制。從施工質(zhì)量方面考慮,加強(qiáng)對(duì)超大底板混凝土的養(yǎng)護(hù)、測(cè)溫以及保溫等幾個(gè)方面進(jìn)行控制,以此來(lái)控制混凝土溫度和收縮裂縫,保證混凝土質(zhì)量。
對(duì)于混凝土的養(yǎng)護(hù)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,具體的混凝土養(yǎng)護(hù)要求如下:
1. 表面處理 。由于泵送砼表面水泥漿較厚,澆筑后須在砼初凝前用刮尺抹面和木抹子打平,可使上部骨料均勻沉降,以提高表面密實(shí)度,減少塑性收縮變形,控制砼表面龜裂,也可減少砼表面水分蒸發(fā),閉合收水裂縫,促進(jìn)砼養(yǎng)護(hù)。在終凝前再進(jìn)行搓壓,要求搓壓三遍,最后一遍抹壓要掌握好時(shí)間,以終凝前為準(zhǔn),終凝時(shí)間可用手壓法把握。
2、對(duì)于大體積混凝土和大面積底板或樓面混凝土,表面抹壓后應(yīng)用塑料薄膜覆蓋進(jìn)行保溫,混凝土硬化后,應(yīng)采用蓄水養(yǎng)護(hù)或用濕麻袋覆蓋,保持混凝土表面潮濕,養(yǎng)護(hù)時(shí)間不應(yīng)少于14d;
3、底板側(cè)模宜用保水性較好的木模,混凝土硬化后,應(yīng)將側(cè)模板澆水濕透,并使模板一直保護(hù)濕潤(rùn)狀態(tài),7天后才能拆模,拆模后應(yīng)繼續(xù)澆水養(yǎng)護(hù)14天。
4、大體積混凝土的溫度控制
澆筑大體積混凝土(厚度大于1米)時(shí),應(yīng)采取措施,使混凝土內(nèi)外溫差不大于25° C。應(yīng)預(yù)先留置測(cè)溫孔。當(dāng)內(nèi)外溫差接近25℃時(shí),根據(jù)熱工計(jì)算應(yīng)及時(shí)采取增加覆蓋阻燃草簾等保溫措施, 在養(yǎng)護(hù)階段,需注意對(duì)保溫材料的保護(hù),以免受到損壞。當(dāng)發(fā)現(xiàn)損壞時(shí),應(yīng)立即進(jìn)行更換。
混凝土養(yǎng)護(hù)溫度監(jiān)測(cè)包括以下內(nèi)容
(1)測(cè)溫系統(tǒng)選擇:測(cè)溫采用電子測(cè)溫儀。 (2)測(cè)溫點(diǎn)的布置:測(cè)溫點(diǎn)平面布置與砼澆筑方向平行縱向排列,每8~10M一個(gè)測(cè)溫孔(散熱孔)(底板大于1.0m厚間距10m),每組測(cè)溫孔(散熱孔)點(diǎn)沿砼厚度在底部、中部和表面均勻布置3個(gè)測(cè)點(diǎn),上測(cè)點(diǎn)距表面、下測(cè)點(diǎn)距底面均為100mm,并需對(duì)保溫層和大氣層中的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。(3)測(cè)溫要求。養(yǎng)護(hù)開始階段,混凝土溫升較快,第一天,每半小時(shí)測(cè)溫一次,第二、三、四天,每2個(gè)小時(shí)測(cè)溫一次,以后每4個(gè)小時(shí)測(cè)溫一次?;炷羶?nèi)外溫差、沉降梯度及環(huán)境溫度每晝夜不少于4次,實(shí)行晝夜不間斷測(cè)試。做好測(cè)溫計(jì)算,如發(fā)現(xiàn)溫差過(guò)大,及時(shí)覆蓋保溫,使混凝土內(nèi)外溫差下降,減緩收縮,有效降低約束應(yīng)力,提高混凝土結(jié)構(gòu)抗拉能力,防止產(chǎn)生裂縫。 測(cè)試元件埋入砼后要注意保護(hù),以免振搗棒碰壞,外露的線頭用薄膜纏繞包裹,嚴(yán)防人為破壞。 底板砼養(yǎng)護(hù)測(cè)溫完成后,將測(cè)溫孔用1:1稀釋水泥砂漿灌注。
由此可見(jiàn),控制混凝土的溫度是關(guān)鍵,如果溫度控制不好的話,將會(huì)出現(xiàn)裂縫,使得大型混凝土構(gòu)件報(bào)廢,造成經(jīng)濟(jì)上的巨大損失。而如果要維護(hù)好大型混凝土構(gòu)件,在關(guān)鍵的養(yǎng)護(hù)期間,則需要有人24小時(shí)蹲守,如果這些構(gòu)件在偏遠(yuǎn)的區(qū)域,這將給施工人員的生活帶來(lái)巨大的不便,增加巨額的成本,因此大型混凝土構(gòu)件的遠(yuǎn)程管理養(yǎng)護(hù)是一個(gè)亟待解決的任務(wù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種大型混凝土溫控養(yǎng)護(hù)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),可實(shí)行遠(yuǎn)程監(jiān)控,實(shí)行第三方定位,通過(guò)無(wú)線的網(wǎng)絡(luò),把大型混凝土施工的位置信息、溫度以及濕度等數(shù)據(jù)不斷的傳輸?shù)奖O(jiān)控中心,監(jiān)控人員再通過(guò)監(jiān)控中心對(duì)多個(gè)大型混凝土構(gòu)建進(jìn)行監(jiān)控和自動(dòng)管理。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:監(jiān)控終端主機(jī)設(shè)置在施工現(xiàn)場(chǎng),混凝土構(gòu)件中間隔設(shè)置有檢測(cè)孔,檢測(cè)孔中置入傳感器,混凝土構(gòu)件上方設(shè)置有水霧噴頭,水霧噴頭的輸水管上裝有電加熱管,傳感器、電加熱管、輸水管的水泵都分別連接監(jiān)控終端主機(jī)對(duì)應(yīng)端口,監(jiān)控終端主機(jī)又通過(guò)internet網(wǎng)絡(luò)連接管理終端主機(jī)的后臺(tái)服務(wù)器。
監(jiān)控終端主機(jī)的端口通過(guò)執(zhí)行終端連接至傳感器、電加熱管和輸水管的水泵,監(jiān)控終端主機(jī)與執(zhí)行終端之間采用無(wú)線方式ZIGBEE傳輸連接,或采用有線方式LAN傳輸連接;管理終端主機(jī)的后臺(tái)服務(wù)器通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)連接PC機(jī)客戶端與手機(jī)APP;所述傳感器采用位置參數(shù)、環(huán)境溫度、濕度和裂紋參數(shù)的組合傳感器;監(jiān)控終端主機(jī)的通信終端上都設(shè)有SIM卡插槽。
監(jiān)控終端主機(jī)配置有GPS定位芯片;對(duì)監(jiān)控終端主機(jī)、執(zhí)行終端、電加熱管和水泵供電的多電源切換裝置端口設(shè)置在執(zhí)行終端。
執(zhí)行終端上的電源輸入端口分別連接風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽(yáng)能電池板或380V/220V電源線;輸水管的入口連接著水源。
組合傳感器中的溫度傳感器采用熱電阻、熱電偶或熱敏電阻;裂紋傳感器為數(shù)根電阻絲并聯(lián)構(gòu)成。
本大型混凝土溫控養(yǎng)護(hù)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是通過(guò)Internet的網(wǎng)絡(luò),把設(shè)備的位置信息和混凝土構(gòu)件參數(shù)不斷的傳輸?shù)奖O(jiān)控中心管理終端主機(jī)主機(jī),監(jiān)控人員再通過(guò)監(jiān)控中心對(duì)多處分布的混凝土構(gòu)件進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和自動(dòng)管理,采取中國(guó)移動(dòng)的GPRS網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)方式,主要由混凝土遠(yuǎn)程監(jiān)控終端主機(jī)、管理終端主機(jī)及Internet網(wǎng)絡(luò)三個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成,每個(gè)混凝土構(gòu)件的混凝土遠(yuǎn)程監(jiān)控終端主機(jī)所連接的單片機(jī)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信終端上都設(shè)有SIM卡插槽,在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中建立用戶名和初始密碼,每個(gè)混凝土構(gòu)件的混凝土遠(yuǎn)程監(jiān)控終端主機(jī)都綁定著一個(gè)賬號(hào),該遠(yuǎn)程監(jiān)控終端主機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)采集器線連結(jié)對(duì)應(yīng)的監(jiān)控采集執(zhí)行終端,混凝土構(gòu)件的混凝土遠(yuǎn)程監(jiān)控終端主機(jī)負(fù)責(zé)采集地理位置參數(shù)、環(huán)境溫度、濕度參數(shù),而執(zhí)行終端負(fù)責(zé)采集混凝土的參數(shù),將所對(duì)應(yīng)的混凝土的參數(shù)進(jìn)行采集傳輸?shù)奖O(jiān)控終端主機(jī),與此同時(shí)監(jiān)控終端主機(jī)進(jìn)入養(yǎng)護(hù)工作狀態(tài)后,自動(dòng)工作,對(duì)所在區(qū)域的位置參數(shù)、環(huán)境溫度、濕度參數(shù)和混凝土構(gòu)件運(yùn)行參數(shù)壓縮打包,每隔一段時(shí)間采集一次數(shù)據(jù),通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)把數(shù)據(jù)包傳輸回管理終端主機(jī)的后臺(tái)服務(wù)器后,根據(jù)傳輸?shù)攸c(diǎn)在相應(yīng)地圖位置出現(xiàn)一個(gè)圖標(biāo),如果混凝土構(gòu)件所有參數(shù)(與預(yù)設(shè)參數(shù)對(duì)比)正常則顯示正常規(guī)定圖標(biāo),如果參數(shù)不正常,則會(huì)出現(xiàn)非正常圖標(biāo)。施工監(jiān)測(cè)工程部設(shè)立主顯示屏,與主服務(wù)器同步顯示;與此同時(shí)數(shù)據(jù)分類傳輸管理人的員電腦,系統(tǒng)同時(shí)會(huì)發(fā)送報(bào)警消息給手機(jī)APP,管理終端主機(jī)的主服務(wù)器設(shè)置有混凝土構(gòu)件制動(dòng)保養(yǎng)程序,自動(dòng)判斷參數(shù)的合理性,出現(xiàn)的問(wèn)題,服務(wù)器系統(tǒng)會(huì)按預(yù)設(shè)的參數(shù)自動(dòng)判斷是否開啟降溫或加溫,下達(dá)啟動(dòng)降溫或加溫指令,該指令直接通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)回傳指令到遠(yuǎn)程的監(jiān)控終端主機(jī),該終端直接控制執(zhí)行終端,如果混凝土溫度升高,則打開水泵,通過(guò)水霧噴頭進(jìn)行噴淋,實(shí)現(xiàn)降溫。當(dāng)混凝土構(gòu)建的參數(shù)恢復(fù)正常時(shí),該混凝土構(gòu)件的圖標(biāo)恢復(fù)正常顯示。
本實(shí)用新型所述系統(tǒng)利用了GPS全球定位技術(shù),再結(jié)合了GIS地理信息技術(shù)、GSM全球移動(dòng)通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信與數(shù)據(jù)處理技術(shù),它將混凝土構(gòu)件的經(jīng)度、緯度和溫度等信息,經(jīng)過(guò)監(jiān)控終端主機(jī)的通信單元控制設(shè)備編碼后,實(shí)時(shí)地發(fā)送到監(jiān)測(cè)中心的管理終端主機(jī);而監(jiān)測(cè)中心的通信設(shè)備將接收到的混凝土構(gòu)件具體位置、溫度等信息經(jīng)過(guò)串行口發(fā)送,進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理后將混凝土構(gòu)件具體位置在電子地圖上顯示出來(lái),并保存歷史溫度數(shù)據(jù),從而實(shí)施對(duì)混凝土構(gòu)件的監(jiān)控,通過(guò)自動(dòng)監(jiān)控管理程序?qū)崿F(xiàn)無(wú)人遠(yuǎn)程溫控,如果自動(dòng)管理程序出現(xiàn)問(wèn)題,可通過(guò)管理系統(tǒng)的客戶端(手機(jī)和PC機(jī))直接發(fā)送控制命令來(lái)控制混凝土構(gòu)件,對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行噴淋,使得混凝土構(gòu)件的參數(shù)回到合理范圍。
組合傳感器有多種傳感器構(gòu)成,其中包括溫度傳感器、濕度傳感器和裂紋傳感器,溫度傳感器可采用熱電阻、熱電偶或熱敏電阻;裂紋傳感器有多根細(xì)小的電阻絲并聯(lián)構(gòu)成,當(dāng)混凝土出現(xiàn)裂紋的時(shí)候,會(huì)拉斷這些電阻絲的一部分,使得并聯(lián)電阻發(fā)生改變,根據(jù)電阻的變化值可以判斷裂紋的大小。
本裝置的每個(gè)混凝土遠(yuǎn)程監(jiān)控采集執(zhí)行終端進(jìn)行編號(hào)管理,可實(shí)現(xiàn)帶全球唯一編號(hào),混凝土遠(yuǎn)程監(jiān)控采集執(zhí)行終端是終端數(shù)據(jù)采集和執(zhí)行機(jī)構(gòu),控制所有終端執(zhí)行設(shè)備,包括電磁閥、電加熱管和水泵。
混凝土遠(yuǎn)程監(jiān)控終端主機(jī)工作原理:利用太陽(yáng)能和風(fēng)能對(duì)監(jiān)控終端主機(jī)進(jìn)行24小時(shí)持續(xù)供電,或者采用220或者380的市電進(jìn)行供電,單片機(jī)通電開始工作之后,該混凝土遠(yuǎn)程監(jiān)控終端主機(jī)顯示模塊開始顯示所測(cè)到的參數(shù),如果終端有問(wèn)題,就紅燈亮,正常工作,則綠燈亮;監(jiān)控終端主機(jī)外設(shè)傳感器,采集環(huán)境參數(shù),所采集的環(huán)境溫度、濕度等重要參數(shù)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)據(jù)量;混凝土遠(yuǎn)程監(jiān)控終端主機(jī)位置通過(guò)GPS定位之后,獲得定位數(shù)據(jù);另一方面,執(zhí)行終端采集到的混凝土參數(shù)也匯聚到混凝土遠(yuǎn)程監(jiān)控終端主機(jī),所有這些數(shù)據(jù)被一起打包壓縮成數(shù)據(jù)包,通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行發(fā)送,這就實(shí)現(xiàn)了混凝土遠(yuǎn)程監(jiān)控終端主機(jī)所需要完成的任務(wù)。
每個(gè)混凝土構(gòu)件的監(jiān)控終端主機(jī)中的單片機(jī)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信終端上都設(shè)有SIM卡插槽,服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中建立用戶名和初始密碼,每個(gè)混凝土構(gòu)件的監(jiān)控終端主機(jī)都綁定著一個(gè)賬號(hào),該監(jiān)控終端主機(jī)數(shù)據(jù)采集器連接著對(duì)應(yīng)的執(zhí)行終端,監(jiān)控終端主機(jī)負(fù)責(zé)采集為地理位置參數(shù)、環(huán)境溫度、濕度參數(shù);執(zhí)行終端負(fù)責(zé)采集混凝土的參數(shù),將所對(duì)應(yīng)的混凝土的參數(shù)進(jìn)行采集傳輸?shù)奖O(jiān)控終端主機(jī),與此同時(shí)監(jiān)控終端主機(jī)進(jìn)入養(yǎng)護(hù)工作狀態(tài)后,自動(dòng)工作,所在區(qū)域的位置參數(shù)、環(huán)境溫度、濕度參數(shù)和混凝土構(gòu)件運(yùn)行參數(shù)壓縮打包,每隔一段時(shí)間采集一次數(shù)據(jù),通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)把數(shù)據(jù)包傳輸?shù)焦芾斫K端主機(jī)主機(jī)的主服務(wù)器后,根據(jù)傳輸?shù)攸c(diǎn)在相應(yīng)地圖位置出現(xiàn)一個(gè)圖標(biāo),如果混凝土構(gòu)件所有參數(shù)(與預(yù)設(shè)參數(shù)對(duì)比)正常則顯示正常規(guī)定圖標(biāo),如果參數(shù)不正常,則會(huì)出現(xiàn)非正常圖標(biāo),施工監(jiān)測(cè)工程部設(shè)立主顯示屏,與服務(wù)器同步顯示;與此同時(shí)數(shù)據(jù)分類傳輸管理人員電腦,系統(tǒng)同時(shí)會(huì)發(fā)送報(bào)警消息給手機(jī)APP,服務(wù)器設(shè)置有混凝土構(gòu)件制動(dòng)保養(yǎng)程序,自動(dòng)判斷參數(shù)的合理性,出現(xiàn)的問(wèn)題,服務(wù)器系統(tǒng)會(huì)按預(yù)設(shè)的參數(shù)自動(dòng)判斷是否開啟降溫或加溫,下達(dá)啟動(dòng)降溫或加溫指令,該指令直接通過(guò)internet網(wǎng)絡(luò)回傳指令到監(jiān)控終端主機(jī),直接控制行終端的動(dòng)作,如果混凝土溫度升高,則打開水泵,通過(guò)水霧噴頭進(jìn)行噴淋,實(shí)現(xiàn)降溫,當(dāng)混凝土構(gòu)建的參數(shù)恢復(fù)正常時(shí),該混凝土構(gòu)件的圖標(biāo)恢復(fù)正常顯示,停止降溫。
混凝土遠(yuǎn)程監(jiān)控采集執(zhí)行終端:該采集執(zhí)行終端進(jìn)行編號(hào)管理,可實(shí)現(xiàn)帶全球唯一編號(hào),它是終端數(shù)據(jù)采集和執(zhí)行機(jī)構(gòu),控制著所有終端執(zhí)行設(shè)備,包括電磁閥、電加熱管和水泵。
監(jiān)控采集執(zhí)行終端與監(jiān)控終端主機(jī)之間的通訊采用無(wú)線或有線方式傳輸數(shù)據(jù),無(wú)線方式ZIGBEE,有線方式LAN。Zigbee是一種低功耗、低成本、低復(fù)雜度、低速率的近程無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。具有以下特點(diǎn),①低功耗。在低耗電待機(jī)模式下,2節(jié)5號(hào)干電池可支持1個(gè)節(jié)點(diǎn)工作6~24個(gè)月,甚至更長(zhǎng)。這是Zigbee的突出優(yōu)勢(shì)。相比較,藍(lán)牙能工作數(shù)周、WiFi可工作數(shù)小時(shí);②低成本。通過(guò)大幅簡(jiǎn)化協(xié)議(不到藍(lán)牙的1/10),降低了對(duì)通信控制器的要求,按預(yù)測(cè)分析,以8051的8位微控制器測(cè)算,全功能的主節(jié)點(diǎn)需要32KB代碼,子功能節(jié)點(diǎn)少至4KB代碼,而且Zigbee免協(xié)議專利費(fèi);③低速率。Zigbee工作在250kbps的通訊速率,滿足低速率傳輸數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求。④近距離。傳輸范圍一般介于10~100m之間,在增加RF發(fā)射功率后,亦可增加到1~3km。這指的是相鄰節(jié)點(diǎn)間的距離。如果通過(guò)路由和節(jié)點(diǎn)間通信的接力,傳輸距離將可以更遠(yuǎn);⑤短時(shí)延。Zigbee的響應(yīng)速度較快,一般從睡眠轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)只需15ms,節(jié)點(diǎn)連接進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)只需30ms,進(jìn)一步節(jié)省了電能。相比較,藍(lán)牙需要3~10s、WiFi需要3s;⑥高容量。Zigbee可采用星狀、片狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),由一個(gè)主節(jié)點(diǎn)管理若干子節(jié)點(diǎn),最多一個(gè)主節(jié)點(diǎn)可管理254個(gè)子節(jié)點(diǎn);同時(shí)主節(jié)點(diǎn)還可由上一層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)管理,最多可組成65000個(gè)節(jié)點(diǎn)的大網(wǎng);⑦高安全。Zigbee提供了三級(jí)安全模式,包括無(wú)安全設(shè)定、使用接入控制清單(ACL)防止非法獲取數(shù)據(jù)以及采用高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)(AES128)的對(duì)稱密碼,以靈活確定其安全屬性;⑧免執(zhí)照頻段。采用直接序列擴(kuò)頻在工業(yè)科學(xué)醫(yī)療2.4GHz(全球) (ISM)頻段。這些特性使得混凝土遠(yuǎn)程監(jiān)控采集執(zhí)行終端與主機(jī)終端之間的通訊具有了低成本、高可靠、低電耗等諸多優(yōu)勢(shì),我們使得太陽(yáng)能和風(fēng)力供電具有了可行性,不必遠(yuǎn)距離設(shè)置供電電路。
數(shù)據(jù)接受管理終端主機(jī):通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦芾斫K端主機(jī)主機(jī)的主服務(wù)器中,根據(jù)內(nèi)容和地址,分配到管理人員的電腦中,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)管理和監(jiān)測(cè)。
數(shù)據(jù)接收:GPS用戶接收機(jī)采用SIM908 GPS+GSM+GPRS工業(yè)通信模塊。
GPS接收機(jī)只要處于工作狀態(tài)就會(huì)源源不斷地把接收并計(jì)算出的GPS定位信息和溫度變化信息通過(guò)串口傳送到計(jì)算機(jī)中,并將其放置于緩存中等待發(fā)送。在沒(méi)有進(jìn)一步處理之前,緩存中是一長(zhǎng)串字節(jié)流,這些信息在沒(méi)有經(jīng)過(guò)分類提取之前是無(wú)法加以利用的。因此,必須通過(guò)程序?qū)⒏鱾€(gè)字段的信息從緩存字節(jié)流中提取出來(lái),將其轉(zhuǎn)化成有實(shí)際意義的、可供高層決策使用的定位信息數(shù)據(jù)。同其它通訊協(xié)議類似,對(duì)GPS進(jìn)行信息提取必須首先明確其幀的結(jié)構(gòu),然后才能根據(jù)其結(jié)構(gòu)完成對(duì)各定位信息的提取。對(duì)于本實(shí)用新型所使用的GPS天線板,其發(fā)送到計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)主要有幀頭、幀內(nèi)數(shù)據(jù)和幀尾組成。這些幀頭標(biāo)識(shí)了后續(xù)幀內(nèi)數(shù)據(jù)的組成結(jié)構(gòu),各幀均以回車符和換行符作為幀尾,以標(biāo)識(shí)一幀的結(jié)束。對(duì)于通常的情況,我們所關(guān)心的定位數(shù)據(jù)如經(jīng)度、緯度、溫度和濕度等均可以從數(shù)據(jù)流中得到。
服務(wù)器端的技術(shù)實(shí)現(xiàn):當(dāng)Web服務(wù)器遇到JSP頁(yè)面的訪問(wèn)請(qǐng)求時(shí),將會(huì)先執(zhí)行程序段,然后再把執(zhí)行后的結(jié)果和JSP文件中的HTML代碼一起反饋給客戶端。因?yàn)镴SP頁(yè)面很少進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,它只是用來(lái)提取數(shù)據(jù)和實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁(yè)的靜態(tài)部分,所以一般由Servlet來(lái)進(jìn)行業(yè)務(wù)處理。
JSP頁(yè)面和HTML頁(yè)面有很大的相似性,一個(gè)熟悉HTML的開發(fā)人員也能開發(fā)一定的JSP網(wǎng)頁(yè),甚至可以利用JSP特有的標(biāo)簽引用別人開發(fā)過(guò)的寫好的部件來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)的編寫。體現(xiàn)JSP一次編寫,多處運(yùn)行。簡(jiǎn)便又有效又可以重復(fù)利用的優(yōu)點(diǎn)。JSP擁有多樣化和功能強(qiáng)大的優(yōu)秀的開發(fā)工具支持。這一點(diǎn)與ASP很像,Java擁有很多非常優(yōu)秀的開發(fā)工具,很多都可以免費(fèi)的使用。JSP還有強(qiáng)大的可伸縮性。即其多線程處理能力。
JDBC API定義了Java的類和接口,它允許Java編程人員發(fā)送SQL命令并進(jìn)行處理。JDBC提供兩種主要的API:一個(gè)是底層數(shù)據(jù)庫(kù)的JDBC驅(qū)動(dòng)程序。向底層的驅(qū)動(dòng)程序則主要采用兩種方式,即JDBC.ODBC橋驅(qū)動(dòng)或連接數(shù)據(jù)庫(kù)的JDBC驅(qū)動(dòng);另一個(gè)是為開發(fā)者的Java, SQL程序包,允許Java程序員進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)連接,執(zhí)行SQL查詢并獲得結(jié)果集[11]。相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù),利用JDBC驅(qū)動(dòng)程序管理器訪問(wèn)和訪問(wèn)JDBC驅(qū)動(dòng)程序,創(chuàng)建一個(gè)到數(shù)據(jù)庫(kù)的連接,然后發(fā)送SQL語(yǔ)句,數(shù)據(jù)庫(kù)處理SQL指令并返回處理結(jié)果,最后關(guān)閉與數(shù)據(jù)庫(kù)的連接,或者說(shuō),利用JDBC提供的API,應(yīng)用程序就可以能夠完成與數(shù)據(jù)庫(kù)的連接和交互。
SIM908模塊:SIM90是一款集成GPS導(dǎo)航技術(shù)的四頻GSM/GPRS模塊。緊湊的模塊尺寸并將GPRS和GPS整合在SMT封裝里,為客戶實(shí)現(xiàn)內(nèi)嵌GPS的應(yīng)用顯著節(jié)省了開發(fā)時(shí)間和費(fèi)用。其工業(yè)級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)接口和GPS功能,在GSM和GPS信號(hào)覆蓋的地方無(wú)論何時(shí)何地都能實(shí)現(xiàn)無(wú)縫追蹤。
STM32單片機(jī):STM32系列基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計(jì)的ARM Cortex-M內(nèi)核。STM32F103屬于“增強(qiáng)型”系列,時(shí)鐘頻率可達(dá)到72MHz,是同類產(chǎn)品中性能最高的產(chǎn)品;基本型時(shí)鐘頻率為36MHz,以16位產(chǎn)品的價(jià)格得到比16位產(chǎn)品大幅提升的性能,是32位產(chǎn)品用戶的最佳選擇。兩個(gè)系列都內(nèi)置32K到128K的閃存,不同的是SRAM的最大容量和外設(shè)接口的組合。時(shí)鐘頻率72MHz時(shí),從閃存執(zhí)行代碼,STM32功耗36mA,是32位市場(chǎng)上功耗最低的產(chǎn)品,相當(dāng)于0.5mA/MHz。
主控芯片:STM32FF103RBT6/64pin RAM 64KB FLASH 512KB
引出IO: 所有IO以總線方式引出;
下載方式:JLINK;
啟動(dòng)方式:三檔波動(dòng)開關(guān)選擇控制①內(nèi)部FLASH;②系統(tǒng)ISP;③內(nèi)部RAM。
晶振電路:12M系統(tǒng)主時(shí)鐘;
按鍵LED:1個(gè)電源開關(guān),1個(gè)電源指示燈,l個(gè)復(fù)位按鍵 ,2個(gè)獨(dú)立按鍵, 3個(gè)LED指示燈。
接收機(jī)和天線:GPS用戶接收機(jī)采用SIM908 GPS+GSM+GPRS工業(yè)通信模塊。這是一款集成GPS導(dǎo)航技術(shù)的四頻GSM/GPRS模塊。緊湊的模塊尺寸并將GPRS和GPS整合在SMT封裝里,為客戶實(shí)現(xiàn)內(nèi)嵌GPS的應(yīng)用。并且所有的通信接口都引出,方便與單片機(jī)的接口連接。顯著節(jié)省了開發(fā)時(shí)間和費(fèi)用。
服務(wù)器:大型混凝土溫控養(yǎng)護(hù)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)采用的服務(wù)器型號(hào)是IBM System x3650 M4。這個(gè)服務(wù)器將最大化無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間、性能和I/O靈活性融為一體的產(chǎn)品,以實(shí)現(xiàn)低成本高可靠性。才有最新的英特爾至強(qiáng)E5-2600系列處理器、先進(jìn)的內(nèi)存支持、針對(duì)需要極致存儲(chǔ)容量的企業(yè)的更高磁盤容量,x3650 M4可以提供均衡的性能與密度。
定位系統(tǒng):采用GPS定位系統(tǒng)。本系統(tǒng)可以有效監(jiān)控混凝土構(gòu)件現(xiàn)在的位置,對(duì)于多個(gè)混凝土構(gòu)件的管理有著重要的意義。
本是同新型的有益效果:本系統(tǒng)可以有效監(jiān)控多個(gè)混凝土構(gòu)件,并顯示所監(jiān)控的混凝土構(gòu)件的位置以及溫度變化曲線,實(shí)現(xiàn)了混凝土構(gòu)件的遠(yuǎn)程無(wú)人自動(dòng)監(jiān)控管理??梢源蟠筇岣呋炷翗?gòu)件的養(yǎng)護(hù)效率,降低養(yǎng)護(hù)成本,可廣泛適用于施工單位對(duì)大型混凝土構(gòu)件養(yǎng)護(hù)管理。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型工作流程示意圖;
圖2為本實(shí)用新型硬件結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1~2中: 1、監(jiān)控終端主機(jī)、2、管理終端主機(jī),3、混凝土構(gòu)件,4、水霧噴頭、5、輸水管,6、電加熱管,7、水泵,8、儲(chǔ)水箱,9、組合傳感器,10、風(fēng)力發(fā)電機(jī),11、太陽(yáng)能電池板,12、執(zhí)行終端。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
本實(shí)用新型主要由混凝土遠(yuǎn)程監(jiān)控終端主機(jī)1和收管理終端主機(jī)2及無(wú)線通信線路三個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成。
實(shí)施例1,詳見(jiàn)圖1,本實(shí)用新型由混凝土遠(yuǎn)程監(jiān)控終端主機(jī)1、混凝土構(gòu)件遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)信號(hào)接收管理終端主機(jī)2,大型混凝土構(gòu)件4,水霧噴頭4,輸水管5,電加熱管6,水泵7,儲(chǔ)水箱8,組合傳感器9,風(fēng)力發(fā)電機(jī),10,太陽(yáng)能電池板11和執(zhí)行終端12構(gòu)成?;炷吝h(yuǎn)程監(jiān)控終端主機(jī)1設(shè)置有大氣溫度與濕度采集功能,對(duì)應(yīng)的執(zhí)行終端負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù),主機(jī)才負(fù)責(zé)連接網(wǎng)絡(luò)向管理終端主機(jī)2的服務(wù)器傳輸數(shù)據(jù),兩者之間采用無(wú)線或有線方式傳輸數(shù)據(jù),無(wú)線方式為ZIGBEE,有線方式為L(zhǎng)AN。傳感器的數(shù)據(jù)傳到管理終端主機(jī)2后,該終端的服務(wù)器系統(tǒng)會(huì)按預(yù)設(shè)的參數(shù)自動(dòng)判斷是否開啟降溫或加溫,如果未成功啟動(dòng)降溫或加溫,系統(tǒng)會(huì)發(fā)送報(bào)警消息給手機(jī)APP?;炷吝h(yuǎn)程監(jiān)控采集執(zhí)行終端12和混凝土遠(yuǎn)程監(jiān)控終端主機(jī)1等所有設(shè)備的供電除太陽(yáng)能、風(fēng)力供電外,還設(shè)置380V或220V供電端口,在太陽(yáng)能、風(fēng)力供電無(wú)法滿足的情況下,提供380V或220V電力。組合傳感器9的參數(shù)信號(hào)通過(guò)信號(hào)線傳輸進(jìn)入執(zhí)行終端12,混凝土遠(yuǎn)程監(jiān)控采集的執(zhí)行終端12的定時(shí)采集功能可以自由設(shè)置采集間隔時(shí)間,范圍1分鐘~1440分鐘。風(fēng)力發(fā)電機(jī)10和太陽(yáng)能電池板11的電流輸入端接至執(zhí)行終端12的充電控制端,實(shí)現(xiàn)電能儲(chǔ)備和供電,執(zhí)行終端12帶電磁閥控制,兩路輸出控制端及電源分別接電加熱管6和水泵7,電加熱管6和水泵7連接于輸水管5,輸水管5的出口端連接水霧噴頭4,輸水管5進(jìn)水端連接儲(chǔ)水箱8。
本大型混凝土溫控養(yǎng)護(hù)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是要對(duì)大型混凝土溫控養(yǎng)護(hù)實(shí)行遠(yuǎn)程監(jiān)控,也就是第三方定位,可通過(guò)無(wú)線的網(wǎng)絡(luò),把設(shè)備的位置信息和混凝土構(gòu)件參數(shù)不斷的傳輸?shù)奖O(jiān)控中心的管理終端主機(jī),監(jiān)控人員再通過(guò)監(jiān)控中心對(duì)分散的多個(gè)混凝土構(gòu)件進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和自動(dòng)管理,采取中國(guó)移動(dòng)的GPRS網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)方式,每個(gè)監(jiān)控終端主機(jī)1的單片機(jī)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信終端上都設(shè)有SIM卡插槽,在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中建立用戶名和初始密碼,每個(gè)監(jiān)控終端主機(jī)1都綁定著一個(gè)賬號(hào),該監(jiān)控終端主機(jī)對(duì)應(yīng)連接著執(zhí)行終端12,監(jiān)控終端主機(jī)1負(fù)責(zé)采集地理位置參數(shù)、環(huán)境溫度、濕度參數(shù),執(zhí)行終端12負(fù)責(zé)采集混凝土的參數(shù),將所對(duì)應(yīng)的混凝土的參數(shù)傳輸?shù)奖O(jiān)控終端主機(jī)1,與此同時(shí)混凝土遠(yuǎn)程監(jiān)控終端主機(jī)1進(jìn)入養(yǎng)護(hù)工作狀態(tài)后,自動(dòng)工作,所在區(qū)域的位置參數(shù)、環(huán)境溫度、濕度參數(shù)和混凝土構(gòu)件運(yùn)行參數(shù)壓縮打包,每隔一段時(shí)間采集一次數(shù)據(jù),通過(guò)internet網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)把數(shù)據(jù)包傳輸回到管理終端主機(jī)2的主服務(wù)器后,根據(jù)傳輸?shù)攸c(diǎn)在相應(yīng)地圖位置出現(xiàn)一個(gè)圖標(biāo),如果混凝土構(gòu)件所有參數(shù)(與預(yù)設(shè)參數(shù)對(duì)比)正常則顯示正常規(guī)定圖標(biāo),如果參數(shù)不正常,則會(huì)出現(xiàn)非正常圖標(biāo),施工監(jiān)測(cè)工程部設(shè)立的主顯示屏,與服務(wù)器同步顯示;與此同時(shí)數(shù)據(jù)分類傳輸?shù)焦芾砣藛T電腦,系統(tǒng)同時(shí)會(huì)發(fā)送報(bào)警消息給手機(jī)APP,管理終端主機(jī)2的服務(wù)器中設(shè)置有混凝土構(gòu)件制動(dòng)保養(yǎng)程序,自動(dòng)判斷參數(shù)的合理性,出現(xiàn)的問(wèn)題服務(wù)器系統(tǒng)會(huì)按預(yù)設(shè)的參數(shù)自動(dòng)判斷是否開啟降溫或加溫,下達(dá)啟動(dòng)降溫或加溫指令,該指令又直接通過(guò)internet網(wǎng)絡(luò)回傳指令到監(jiān)控終端主機(jī)1,該終端主機(jī)直接控制執(zhí)行終端12,如果混凝土溫度升高,則打開水泵7,通過(guò)水霧噴頭4進(jìn)行噴淋,實(shí)現(xiàn)降溫,當(dāng)混凝土構(gòu)件3的參數(shù)恢復(fù)正常時(shí),該混凝土構(gòu)件3的圖標(biāo)恢復(fù)正常顯示。
實(shí)施例2,混凝土遠(yuǎn)程監(jiān)控終端主機(jī)1設(shè)置大氣溫度與濕度采集功能,混凝土遠(yuǎn)程監(jiān)控采集執(zhí)行終端12只負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù),監(jiān)控終端主機(jī)1才負(fù)責(zé)連接網(wǎng)絡(luò)向管理終端主機(jī)2的服務(wù)器傳輸數(shù)據(jù),監(jiān)控終端主機(jī)1與管理終端主機(jī)2之間采用無(wú)線或有線方式傳輸數(shù)據(jù),無(wú)線方式ZIGBEE,有線方式LAN,數(shù)據(jù)傳到管理終端主機(jī)2后,該管理終端主機(jī)2的服務(wù)器系統(tǒng)會(huì)按預(yù)設(shè)的參數(shù)自動(dòng)判斷是否開啟降溫或加溫,如果未成功啟動(dòng)降溫或加溫,系統(tǒng)會(huì)發(fā)送報(bào)警消息給手機(jī)APP。執(zhí)行終端12和混凝土遠(yuǎn)程監(jiān)控終端主機(jī)1的所有設(shè)備供電除太陽(yáng)能、風(fēng)力供電外,還設(shè)置380V或220V供電端口,在太陽(yáng)能、風(fēng)力供電無(wú)法滿足的情況下,提供380V或220V輸電線的電力;組合傳感器9的參數(shù)信號(hào)通過(guò)信號(hào)線傳輸進(jìn)入執(zhí)行終端12,執(zhí)行終端12的定時(shí)采集功能可以自由設(shè)置采集間隔時(shí)間,范圍1分鐘~1440分鐘,風(fēng)力發(fā)電機(jī)10和太陽(yáng)能電池板11的電流輸入端接至執(zhí)行終端12的充電控制端,實(shí)現(xiàn)電能儲(chǔ)備和供電,執(zhí)行終端12帶電磁閥控制,兩路輸出控制端及電源分別接電加熱管6和水泵7,電加熱管6和水泵7連接在輸水管5上,輸水管5的輸出端連接水霧噴頭4,輸水管5輸入端連接儲(chǔ)水箱8。
本大型混凝土溫控養(yǎng)護(hù)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是要對(duì)大型混凝土溫控養(yǎng)護(hù)實(shí)行遠(yuǎn)程監(jiān)控,也就是第三方定位,通過(guò)無(wú)線的網(wǎng)絡(luò),把設(shè)備的位置信息和混凝土構(gòu)件參數(shù)不斷的傳輸?shù)奖O(jiān)控中心的管理終端主機(jī)2,監(jiān)控人員再通過(guò)監(jiān)控中心對(duì)多個(gè)混凝土構(gòu)件進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和自動(dòng)管理。采取中國(guó)移動(dòng)的GPRS網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)方式,本裝置由監(jiān)控終端主機(jī)1和管理終端主機(jī)2及無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)三個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成。每個(gè)混凝土構(gòu)件3的監(jiān)控終端主機(jī)1的單片機(jī)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信終端上都設(shè)有SIM卡插槽,服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中建立用戶名和初始密碼,每個(gè)混凝土構(gòu)件的混凝土遠(yuǎn)程監(jiān)控終端主機(jī)1都綁定著一個(gè)賬號(hào),該遠(yuǎn)程監(jiān)控終端主機(jī)數(shù)據(jù)采集器線連結(jié)多個(gè)執(zhí)行終端12,監(jiān)控終端主機(jī)1負(fù)責(zé)采集為地理位置參數(shù)、環(huán)境溫度、濕度參數(shù),執(zhí)行終端12負(fù)責(zé)采集混凝土的參數(shù),將所對(duì)應(yīng)的混凝土的參數(shù)進(jìn)行采集傳輸?shù)奖O(jiān)控終端主機(jī)1,與此同時(shí)混凝土遠(yuǎn)程監(jiān)控終端主機(jī)1進(jìn)入養(yǎng)護(hù)工作狀態(tài)后自動(dòng)工作,所在區(qū)域的位置參數(shù)、環(huán)境溫度、濕度參數(shù)和混凝土構(gòu)件運(yùn)行參數(shù)壓縮打包,每隔一段時(shí)間采集一次數(shù)據(jù),通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)把數(shù)據(jù)包傳輸?shù)焦芾斫K端主機(jī)2的主服務(wù)器后,根據(jù)傳輸?shù)攸c(diǎn)在相應(yīng)地圖位置出現(xiàn)一個(gè)圖標(biāo),如果混凝土構(gòu)件所有參數(shù)(與預(yù)設(shè)參數(shù)對(duì)比)正常則顯示正常規(guī)定圖標(biāo),如果參數(shù)不正常,則會(huì)出現(xiàn)非正常圖標(biāo),施工監(jiān)測(cè)工程部設(shè)立主顯示屏,與服務(wù)器同步顯示;與此同時(shí)數(shù)據(jù)分類傳輸管理人員電腦,系統(tǒng)同時(shí)會(huì)發(fā)送報(bào)警消息給手機(jī)APP,服務(wù)器設(shè)置有混凝土構(gòu)件制動(dòng)保養(yǎng)程序,自動(dòng)判斷參數(shù)的合理性,出現(xiàn)的問(wèn)題,服務(wù)器系統(tǒng)會(huì)按預(yù)設(shè)的參數(shù)自動(dòng)判斷是否開啟降溫或加溫,下達(dá)啟動(dòng)降溫或加溫指令,該指令直接通過(guò)internet網(wǎng)絡(luò)回傳指令到監(jiān)控終端主機(jī)1,再直接控制執(zhí)行終端12,如果混凝土溫度升高,則打開水泵7,通過(guò)水霧噴頭4進(jìn)行噴淋,實(shí)現(xiàn)降溫。當(dāng)混凝土構(gòu)建的參數(shù)恢復(fù)正常時(shí),該混凝土構(gòu)件的圖標(biāo)恢復(fù)正常顯示。
大型混凝土溫控養(yǎng)護(hù)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)利用了GPS全球定位技術(shù),再結(jié)合了GIS地理信息技術(shù)、GSM全球移動(dòng)通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信與數(shù)據(jù)處理技術(shù),它將混凝土構(gòu)件的經(jīng)度、緯度和溫度等信息,經(jīng)過(guò)混凝土遠(yuǎn)程監(jiān)控終端主機(jī)1的通信單元控制設(shè)備編碼后,實(shí)時(shí)地發(fā)送到監(jiān)測(cè)中心出管理終端主機(jī)2;而監(jiān)測(cè)中心通信設(shè)備將接收到的混凝土構(gòu)件具體位置、溫度等信息經(jīng)過(guò)串行口發(fā)送,進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理后將混凝土構(gòu)件具體位置在電子地圖上顯示出來(lái),并保存歷史溫度數(shù)據(jù),從而實(shí)施對(duì)混凝土構(gòu)件的監(jiān)控,通過(guò)自動(dòng)監(jiān)控管理程序?qū)崿F(xiàn)無(wú)人遠(yuǎn)程溫控,如果自動(dòng)管理程序出現(xiàn)問(wèn)題,可通過(guò)管理系統(tǒng)的客戶端(手機(jī)和PC機(jī))直接發(fā)送控制命令來(lái)控制混凝土構(gòu)件,對(duì)混凝土構(gòu)件3進(jìn)行噴淋,使得混凝土構(gòu)件的參數(shù)回到合理范圍。組合傳感器9有多種傳感器構(gòu)成,其中包括溫度傳感器、濕度傳感器和裂紋傳感器,溫度傳感器可采用熱電阻、熱電偶或熱敏電阻;裂紋傳感器有多根細(xì)小的電阻絲并聯(lián)構(gòu)成,當(dāng)混凝土出現(xiàn)裂紋的時(shí)候,會(huì)拉斷這些電阻絲,使得并聯(lián)電阻發(fā)生改變,根據(jù)電阻的變化值可以判斷裂紋的大小。每個(gè)混凝土遠(yuǎn)程監(jiān)控采集執(zhí)行終端12進(jìn)行編號(hào)管理,可實(shí)現(xiàn)帶全球唯一編號(hào),該執(zhí)行終端12是終端數(shù)據(jù)采集和執(zhí)行機(jī)構(gòu),控制所有終端執(zhí)行設(shè)備,包括電磁閥、電加熱管6和水泵7。