一種土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國(guó)土木工程事故頻繁發(fā)生，如橋梁的突然折斷、房屋驟然倒塌等，造成了重大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，已經(jīng)引起人們對(duì)于重大工程安全性的關(guān)心及重視。另外，我國(guó)有一大部分橋梁和基礎(chǔ)設(shè)施都是在20世紀(jì)五六十年代建造的，經(jīng)過(guò)這么多年的使用，它們的安全性能如何？是否對(duì)人民的生命財(cái)產(chǎn)構(gòu)成威脅？這些都是亟待回答的問(wèn)題。近些年，地震，洪水、暴風(fēng)等自然災(zāi)害也對(duì)這些建筑物和結(jié)構(gòu)造成不同程度的損傷；還有一些人為的爆炸等破壞性行為，如美國(guó)世貿(mào)大樓倒塌對(duì)周?chē)ㄖ锏挠绊?。這些越來(lái)越引起人們的密切關(guān)注。
[0003]對(duì)重大工程結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)和診斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的損傷，并評(píng)估其安全性，預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的性能變化和剩余壽命并做出維護(hù)決定，對(duì)提高工程結(jié)構(gòu)的運(yùn)營(yíng)效率，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全有極其重大的意義，已經(jīng)成為現(xiàn)代工程越來(lái)越迫切的要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝使用方便、提高工作效率的土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是:
[0006]該土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括:MCU中央控制模塊、信號(hào)采集模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、時(shí)鐘模塊、GPS模塊、無(wú)線傳輸模塊、監(jiān)控主機(jī)；
[0007]MCU中央控制模塊用于數(shù)據(jù)的運(yùn)算和處理；信號(hào)采集模塊與MCU中央控制模塊相連接，用于對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)；A/D轉(zhuǎn)換模塊與MCU中央控制模塊相連接，用于對(duì)處理后的運(yùn)算數(shù)據(jù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；時(shí)鐘模塊與MCU中央控制模塊相連接，用于定時(shí)發(fā)出采集脈沖對(duì)監(jiān)測(cè)過(guò)程進(jìn)行信號(hào)采集；GPS模塊與MCU中央控制模塊相連接，用于對(duì)土木工程中信息監(jiān)測(cè)進(jìn)行實(shí)時(shí)定位；無(wú)線傳輸模塊與MCU中央控制模塊相連接，用于將處理后的信號(hào)進(jìn)行無(wú)線傳輸；監(jiān)控主機(jī)與無(wú)線傳輸模塊無(wú)線連接，用于對(duì)傳輸?shù)男盘?hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
[0008]本實(shí)用新型還可以采用如下技術(shù)措施:
[0009]所述的信號(hào)采集模塊包括:
[0010]用于采集土木工程結(jié)構(gòu)的加速度物理量的加速度傳感器；
[0011]用于采集土木工程結(jié)構(gòu)的溫濕度物理量的溫濕度傳感器；
[0012]用于采集土木工程結(jié)構(gòu)中PH數(shù)值的土壤PH檢測(cè)傳感器；
[0013]用于接收包含外部應(yīng)變傳感器采集的土木工程結(jié)構(gòu)的應(yīng)變物理量的信號(hào)轉(zhuǎn)換接
□ O
[0014]所述的加速度傳感器為三軸加速度傳感器。
[0015]所述的監(jiān)控主機(jī)包括:適于提供監(jiān)控主機(jī)供電的太陽(yáng)能供電模塊，該太陽(yáng)能供電模塊包括:太陽(yáng)能光伏板和蓄電池，以及與該太陽(yáng)能光伏板相連的適于控制蓄電池充放電的充放電控制器，該充放電控制器的輸出端作為監(jiān)控主機(jī)的供電端。太陽(yáng)能供電模塊為監(jiān)控主機(jī)提供了清潔能源，并且供電安全穩(wěn)定。
[0016]時(shí)鐘模塊定時(shí)發(fā)出采集脈沖，通過(guò)信號(hào)采集模塊采集土木工程結(jié)構(gòu)中加速度物理量、溫濕度物理量、PH數(shù)值，將采集后的信號(hào)經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換接口傳輸?shù)組CU中央控制模塊，GPS模塊對(duì)監(jiān)測(cè)的地理位置信息進(jìn)行定位控制。MCU中央控制模塊采用單片機(jī)C8051F017，具有與8051兼容的微控制器內(nèi)核，與MCS-51指令集完全兼容。除了具有標(biāo)準(zhǔn)的8052的數(shù)字外設(shè)部件之外，片內(nèi)還集成了數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中常用的模擬部件和其它數(shù)字外設(shè)及功能部件，性能優(yōu)越，運(yùn)行穩(wěn)定。無(wú)線傳輸模塊將MCU中央控制模塊處理后的信息傳輸?shù)奖O(jiān)控主機(jī)，便于遠(yuǎn)程監(jiān)控。
[0017]本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:該土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可實(shí)時(shí)采集土木工程結(jié)構(gòu)狀況的相關(guān)數(shù)據(jù)，采用一定的損傷識(shí)別算法判斷損傷的位置與程度，及時(shí)有效地評(píng)估結(jié)構(gòu)的安全性，預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的性能變化并對(duì)突發(fā)事件進(jìn)行預(yù)警，因而可以較全面地把握結(jié)構(gòu)建造與服役全過(guò)程的受力與損傷演化規(guī)律，保障了大型工程的建造結(jié)構(gòu)和服役安全性能。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖中:1、MCU中央控制模塊；2、信號(hào)采集模塊；3、A/D轉(zhuǎn)換模塊；4、時(shí)鐘模塊；5、GPS模塊；6、無(wú)線傳輸模塊；7、監(jiān)控主機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下:本實(shí)用新型所用到的模塊或單元都屬于已知模塊或單元，在購(gòu)買(mǎi)模塊或單元時(shí)，已經(jīng)安裝有軟件。本實(shí)用新型不存在軟件或方法的創(chuàng)新。
[0021]請(qǐng)參閱圖1所示:該土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括:MCU中央控制模塊1、信號(hào)采集模塊2、A/D轉(zhuǎn)換模塊3、時(shí)鐘模塊4、GPS模塊5、無(wú)線傳輸模塊6、監(jiān)控主機(jī)7 ;
[0022]MCU中央控制模塊I用于數(shù)據(jù)的運(yùn)算和處理；信號(hào)采集模塊2與MCU中央控制模塊I相連接，用于對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)；A/D轉(zhuǎn)換模塊3與MCU中央控制模塊I相連接，用于對(duì)處理后的運(yùn)算數(shù)據(jù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；時(shí)鐘模塊4與MCU中央控制模塊I相連接，用于定時(shí)發(fā)出采集脈沖對(duì)監(jiān)測(cè)過(guò)程進(jìn)行信號(hào)采集；GPS模塊5與MCU中央控制模塊I相連接，用于對(duì)土木工程中信息監(jiān)測(cè)進(jìn)行實(shí)時(shí)定位；無(wú)線傳輸模塊6與MCU中央控制模塊I相連接，用于將處理后的信號(hào)進(jìn)行無(wú)線傳輸；監(jiān)控主機(jī)7與無(wú)線傳輸模塊6無(wú)線連接，用于對(duì)傳輸?shù)男盘?hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
[0023]所述的信號(hào)采集模塊2包括:
[0024]用于采集土木工程結(jié)構(gòu)的加速度物理量的加速度傳感器；
[0025]用于采集土木工程結(jié)構(gòu)的溫濕度物理量的溫濕度傳感器；
[0026]用于采集土木工程結(jié)構(gòu)中PH數(shù)值的土壤PH檢測(cè)傳感器；
[0027]用于接收包含外部應(yīng)變傳感器采集的土木工程結(jié)構(gòu)的應(yīng)變物理量的信號(hào)轉(zhuǎn)換接
□ O
[0028]所述的加速度傳感器為三軸加速度傳感器。
[0029]所述的監(jiān)控主機(jī)7包括:適于提供監(jiān)控主機(jī)7供電的太陽(yáng)能供電模塊，該太陽(yáng)能供電模塊包括:太陽(yáng)能光伏板和蓄電池，以及與該太陽(yáng)能光伏板相連的適于控制蓄電池充放電的充放電控制器，該充放電控制器的輸出端作為監(jiān)控主機(jī)7的供電端。太陽(yáng)能供電模塊為監(jiān)控主機(jī)7提供了清潔能源，并且供電安全穩(wěn)定。
[0030]時(shí)鐘模塊4定時(shí)發(fā)出采集脈沖，通過(guò)信號(hào)采集模塊2采集土木工程結(jié)構(gòu)中加速度物理量、溫濕度物理量、PH數(shù)值，將采集后的信號(hào)經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換接口傳輸?shù)組CU中央控制模塊1，GPS模塊5對(duì)監(jiān)測(cè)的地理位置信息進(jìn)行定位控制。MCU中央控制模塊I采用單片機(jī)C805IFO17，具有與8051兼容的微控制器內(nèi)核，與MCS-51指令集完全兼容。除了具有標(biāo)準(zhǔn)的8052的數(shù)字外設(shè)部件之外，片內(nèi)還集成了數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中常用的模擬部件和其它數(shù)字外設(shè)及功能部件，性能優(yōu)越，運(yùn)行穩(wěn)定。無(wú)線傳輸模塊6將MCU中央控制模塊I處理后的信息傳輸?shù)奖O(jiān)控主機(jī)7，便于遠(yuǎn)程監(jiān)控。
[0031]本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:該土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可實(shí)時(shí)采集土木工程結(jié)構(gòu)狀況的相關(guān)數(shù)據(jù)，采用一定的損傷識(shí)別算法判斷損傷的位置與程度，及時(shí)有效地評(píng)估結(jié)構(gòu)的安全性，預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的性能變化并對(duì)突發(fā)事件進(jìn)行預(yù)警，因而可以較全面地把握結(jié)構(gòu)建造與服役全過(guò)程的受力與損傷演化規(guī)律，保障了大型工程的建造結(jié)構(gòu)和服役安全性能。
[0032]以上所述僅是對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改，等同變化與修飾，均屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，該土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括:M CU中央控制模塊、信號(hào)采集模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、時(shí)鐘模塊、GPS模塊、無(wú)線傳輸模塊、監(jiān)控主機(jī)； M CU中央控制模塊用于數(shù)據(jù)的運(yùn)算和處理；信號(hào)采集模塊與M CU中央控制模塊相連接，用于對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)；A/D轉(zhuǎn)換模塊與M CU中央控制模塊相連接，用于對(duì)處理后的運(yùn)算數(shù)據(jù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；時(shí)鐘模塊與M CU中央控制模塊相連接，用于定時(shí)發(fā)出采集脈沖對(duì)監(jiān)測(cè)過(guò)程進(jìn)行信號(hào)采集；GPS模塊與M CU中央控制模塊相連接，用于對(duì)土木工程中信息監(jiān)測(cè)進(jìn)行實(shí)時(shí)定位；無(wú)線傳輸模塊與M CU中央控制模塊相連接，用于將處理后的信號(hào)進(jìn)行無(wú)線傳輸；監(jiān)控主機(jī)與無(wú)線傳輸模塊無(wú)線連接，用于對(duì)傳輸?shù)男盘?hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控； 所述的信號(hào)采集模塊包括: 用于采集土木工程結(jié)構(gòu)的加速度物理量的加速度傳感器； 用于采集土木工程結(jié)構(gòu)的溫濕度物理量的溫濕度傳感器； 用于采集土木工程結(jié)構(gòu)中PH數(shù)值的土壤PH檢測(cè)傳感器； 用于接收包含外部應(yīng)變傳感器采集的土木工程結(jié)構(gòu)的應(yīng)變物理量的信號(hào)轉(zhuǎn)換接口； 所述的加速度傳感器為三軸加速度傳感器； 所述的監(jiān)控主機(jī)包括:適于提供監(jiān)控主機(jī)供電的太陽(yáng)能供電模塊，該太陽(yáng)能供電模塊包括:太陽(yáng)能光伏板和蓄電池，以及與該太陽(yáng)能光伏板相連的適于控制蓄電池充放電的充放電控制器，該充放電控制器的輸出端作為監(jiān)控主機(jī)的供電端。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，MCU中央控制模塊用于數(shù)據(jù)的運(yùn)算和處理；信號(hào)采集模塊用于對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)；A/D轉(zhuǎn)換模塊用于對(duì)處理后的運(yùn)算數(shù)據(jù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；時(shí)鐘模塊用于定時(shí)發(fā)出采集脈沖對(duì)監(jiān)測(cè)過(guò)程進(jìn)行信號(hào)采集；GPS模塊用于對(duì)土木工程中信息監(jiān)測(cè)進(jìn)行實(shí)時(shí)定位；無(wú)線傳輸模塊用于將處理后的信號(hào)進(jìn)行無(wú)線傳輸；監(jiān)控主機(jī)用于對(duì)傳輸?shù)男盘?hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。實(shí)時(shí)采集土木工程結(jié)構(gòu)狀況的相關(guān)數(shù)據(jù)，采用損傷識(shí)別算法判斷損傷的位置與程度，及時(shí)有效地評(píng)估結(jié)構(gòu)的安全性，預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的性能變化并對(duì)突發(fā)事件進(jìn)行預(yù)警，可較全面地把握結(jié)構(gòu)建造與服役全過(guò)程的受力與損傷演化規(guī)律，保障了大型工程的建造結(jié)構(gòu)和服役安全性能。
【IPC分類(lèi)】G01D21/02
【公開(kāi)號(hào)】CN204788467
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520385985
【發(fā)明人】鄧昌大, 肖學(xué)文
【申請(qǐng)人】湖南財(cái)經(jīng)工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年6月5日