專利名稱：大跨度結(jié)構(gòu)無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，尤其涉及一種大跨度建筑結(jié)構(gòu)的無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
鋼結(jié)構(gòu)在吊裝施工時(shí)，主架的組裝和焊接在臨時(shí)支撐塔架上進(jìn)行，待整體合攏后， 再將臨時(shí)支撐塔架拆除(此過程稱為卸載)。由于屋頂鋼結(jié)構(gòu)重量較大，且要求卸載中結(jié)構(gòu)整體分級(jí)同步卸載，嚴(yán)格進(jìn)行比例控制。因此，卸載控制點(diǎn)多，單點(diǎn)卸載噸位大，卸載難度非常大。這就需要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵構(gòu)件在整個(gè)卸載過程中的應(yīng)力進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，以確保卸載過程中的安全性。由于卸載監(jiān)測(cè)范圍覆蓋面廣，測(cè)點(diǎn)數(shù)量多，數(shù)據(jù)采集時(shí)間短，測(cè)點(diǎn)布置條件差，而且測(cè)點(diǎn)布置工作與鋼結(jié)構(gòu)安裝施工同步進(jìn)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(huì)由于需要繁雜冗長的信號(hào)線、電源線以及專門的監(jiān)測(cè)用房，造成監(jiān)測(cè)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(cè)的，如2009年9月2日公開的的中國專利申請(qǐng)，公開號(hào)為 CN101520381A，公開了一種基于太陽能供電與傳感器的鋼結(jié)構(gòu)建筑無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其主要由計(jì)算機(jī)工作站、基站和若干個(gè)監(jiān)測(cè)單元組成；計(jì)算機(jī)工作站采用串口或USB 口與基站的單片機(jī)相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，基站與監(jiān)測(cè)單元通過無線收發(fā)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的無線信號(hào)傳輸。 其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、組網(wǎng)不靈活。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)效果能夠克服上述缺陷，提供一種大跨度結(jié)構(gòu)無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其系統(tǒng)簡(jiǎn)潔、穩(wěn)定性好。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)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(jié)構(gòu)跨度大，覆蓋面積也大，受力非常復(fù)雜。為了對(duì)鋼結(jié)構(gòu)在卸載全過程中的應(yīng)力變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，研制了基于靜態(tài)應(yīng)變無線數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)膽?yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是無需現(xiàn)場(chǎng)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(hào)進(jìn)行傳輸，最大限度的降低了監(jiān)測(cè)布點(diǎn)等工序與現(xiàn)場(chǎng)施工的相互影響。采集模塊采用振弦式數(shù)碼應(yīng)變計(jì)，振弦式數(shù)碼應(yīng)變計(jì)用于獲得監(jiān)測(cè)規(guī)定部位鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的應(yīng)力信息。振弦式數(shù)碼應(yīng)變計(jì)采用振弦理論設(shè)計(jì)制造，具有以下優(yōu)點(diǎn)1.高靈敏度、高精度、高穩(wěn)定性，適合長期監(jiān)測(cè)；2.以頻率為傳輸信號(hào)，抗干擾能力強(qiáng)，在長距離傳輸中不失真；3.具有良好的卷預(yù)案性能和防水性能；4.采用脈沖激振方式激振，測(cè)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(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)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(yīng)變計(jì)傳來的信息，對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行調(diào)制、處理，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過無線發(fā)射將信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊。傳輸模塊的轉(zhuǎn)換和信號(hào)的發(fā)射不用外接電源，而是用自帶的電池。不進(jìn)行測(cè)試時(shí)，系統(tǒng)按照預(yù)先設(shè)定的時(shí)間處于休眠狀態(tài)，在需要測(cè)試時(shí)系統(tǒng)按時(shí)醒來。應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用嵌入式操作系統(tǒng)和用戶軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和分析、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理等功能，并對(duì)各子系統(tǒng)進(jìn)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(dòng)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(hào)的數(shù)據(jù)包，點(diǎn)名讓指定的振弦式數(shù)碼應(yīng)變計(jì)采集數(shù)據(jù)。對(duì)應(yīng)的應(yīng)變計(jì)收到采集命令后，采集數(shù)據(jù)并發(fā)回。期間，所有未被點(diǎn)到名的應(yīng)變計(jì)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(jī)。基于靜態(tài)應(yīng)變無線數(shù)據(jù)采集與發(fā)射的應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，克服了在現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)復(fù)雜信號(hào)線和電源線的困難，也減少了監(jiān)測(cè)工作與現(xiàn)場(chǎng)施工之間的相互影響。經(jīng)過在大跨度鋼結(jié)構(gòu)卸載過程中的應(yīng)用實(shí)踐，證明該系統(tǒng)的簡(jiǎn)潔性、有效性和穩(wěn)定性，可以廣泛應(yīng)用于其它類似結(jié)構(gòu)的施工監(jiān)測(cè)。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(jié)構(gòu)建筑響應(yīng)特性，實(shí)現(xiàn)各類物理參數(shù)的監(jiān)測(cè)。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)建筑跨度大、分布面廣的特性，實(shí)現(xiàn)傳感器監(jiān)測(cè)點(diǎn)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(shí)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(yīng)變計(jì)。傳輸模塊采用GPRS模式通信，傳輸模塊還包括 A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)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(jī)。實(shí)際使用時(shí)，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(cè)試對(duì)象，在相應(yīng)位置設(shè)置振弦式數(shù)碼應(yīng)變計(jì)。測(cè)點(diǎn)在鋼結(jié)構(gòu)的平面分布基本上覆蓋了整體鋼結(jié)構(gòu)。由于測(cè)試點(diǎn)較多，全部測(cè)試一次需要時(shí)間較長，為了縮短數(shù)據(jù)采集時(shí)間，盡快向位于場(chǎng)地中間的信息處理中心提供實(shí)測(cè)的應(yīng)力數(shù)據(jù)，可設(shè)置多處應(yīng)力數(shù)據(jù)采集點(diǎn)。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(shù)信息，經(jīng)計(jì)算后， 將后續(xù)卸載位移量和技術(shù)要求報(bào)請(qǐng)卸載總指揮批準(zhǔn)，然后將有關(guān)指令傳遞給傳輸模塊，再將這些指令傳達(dá)給各數(shù)據(jù)采集點(diǎn)。各數(shù)據(jù)采集點(diǎn)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(fù)責(zé)區(qū)域測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種大跨度結(jié)構(gòu)無線監(jiān)測(cè)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(quán)利要求1所述的大跨度結(jié)構(gòu)無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，采集模塊采用振弦式數(shù)碼應(yīng)變計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大跨度結(jié)構(gòu)無線監(jiān)測(cè)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(quán)利要求3所述的大跨度結(jié)構(gòu)無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，傳輸模塊采用GPRS 模式通信。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大跨度結(jié)構(gòu)無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，傳輸模塊還包括A/D 轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)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(quán)利要求1所述的大跨度結(jié)構(gòu)無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)據(jù)處理模塊為PC機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，尤其涉及一種大跨度建筑結(jié)構(gòu)的無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本發(fā)明的大跨度結(jié)構(gòu)無線監(jiān)測(cè)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(jié)構(gòu)建筑響應(yīng)特性，實(shí)現(xiàn)各類物理參數(shù)的監(jiān)測(cè)。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)建筑跨度大、分布面廣的特性，實(shí)現(xiàn)傳感器監(jiān)測(cè)點(diǎn)的傳輸接力、靈活組網(wǎng)。
文檔編號(hào)G01L1/00GK102270380SQ201010197938
公開日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2010年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月1日
發(fā)明者張同波, 張紀(jì)剛, 王勝 申請(qǐng)人:青島理工大學(xué), 青建集團(tuán)股份公司