本實用新型涉及混凝土施工技術領域，具體為一種基于WSN和MA的混凝土信息檢測和辨識系統(tǒng)。
背景技術：
混凝土，簡稱為“砼”，是指由膠凝材料將骨料膠結成整體的工程復合材料的統(tǒng)稱。通常講的混凝土一詞是指用水泥作膠凝材料，砂和石作骨料，與水(可含外加劑和摻合料)按一定比例配合，經(jīng)攪拌而得的水泥混凝土，也稱普通混凝土，它廣泛應用于土木工程。對于傳統(tǒng)的混凝土結構施工過程中，難以辨識混凝土的損傷，無法檢測出不同區(qū)層之間的溫度、應力變化以及混凝土中澆鑄的鋼筋的腐蝕度，達不到監(jiān)測的效果，給施工帶來極大不便。
技術實現(xiàn)要素：
(一)解決的技術問題
針對現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提供了一種基于WSN和MA的混凝土信息檢測和辨識系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)的混凝土結構施工過程中難以辨識混凝土損傷的問題。
(二)技術方案
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術方案：一種基于WSN和MA的混凝土信息檢測和辨識系統(tǒng)，包括遠程監(jiān)控中心、無線網(wǎng)關和若干個設置在混凝土不同區(qū)層的分布式監(jiān)測單元，所述遠程監(jiān)控中心包括中央處理器、數(shù)據(jù)分析模塊、電源調(diào)節(jié)模塊、存儲模塊、數(shù)據(jù)比對模塊、反饋模塊和無線通信模塊二，每個分布式監(jiān)測單元均包括無線傳感器節(jié)點、數(shù)據(jù)處理單元、微處理器和無線通信模塊一。
所述中央處理器的輸入端電連接電源調(diào)節(jié)模塊的輸出端，中央處理器的輸出端電連接數(shù)據(jù)比對單元的輸入端，數(shù)據(jù)比對單元的輸出端電連接反饋模塊的輸入端，反饋模塊的輸出端電連接中央處理器的輸入端，中央處理器分別雙向連接存儲模塊、數(shù)據(jù)分析模塊和無線通信模塊二，無線通信模塊二雙向信號連接無線網(wǎng)關。
所述微處理器的輸入端電連接數(shù)據(jù)處理單元的輸出端，數(shù)據(jù)處理單元的輸入端電連接無線傳感器節(jié)點的輸出端，微處理器雙向連接無線通信模塊一，無線通信模塊一與無線網(wǎng)關雙向信號連接。
優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)比對單元包括腐蝕數(shù)據(jù)比對模塊、溫度數(shù)據(jù)比對模塊一、溫度數(shù)據(jù)比對模塊二、溫度數(shù)據(jù)比對模塊三和應力數(shù)據(jù)比對模塊。
優(yōu)選的，所述腐蝕數(shù)據(jù)比對模塊、溫度數(shù)據(jù)比對模塊一、溫度數(shù)據(jù)比對模塊二、溫度數(shù)據(jù)比對模塊三和應力數(shù)據(jù)比對模塊的輸入端均與中央處理器的輸出端電連接，腐蝕數(shù)據(jù)比對模塊、溫度數(shù)據(jù)比對模塊一、溫度數(shù)據(jù)比對模塊二、溫度數(shù)據(jù)比對模塊三和應力數(shù)據(jù)比對模塊的輸出端均與反饋模塊的輸入端電連接。
優(yōu)選的，所述微處理器為MSP430單片機。
優(yōu)選的，所述中央處理器的輸出端電連接外置顯示屏，顯示屏的數(shù)量與分布式監(jiān)測單元相對應。
(三)有益效果
本實用新型提供了一種基于WSN和MA的混凝土信息檢測和辨識系統(tǒng)。具備以下有益效果：
(1)、本實用新型通過WSN和MA技術配合，達到監(jiān)測和辨識混凝土結構施工參數(shù)的效果，實現(xiàn)對影響大型混凝土結構損傷的溫度、應變及應力等參數(shù)進行辨識，進而采取相關措施以預防混凝土裂縫的產(chǎn)生。
(2)、本實用新型通過若干個分布式監(jiān)控單元配合，達到檢測混凝土不同區(qū)層的溫度、應力變化和澆鑄鋼筋腐蝕度的效果，使得檢測度高，工作簡單。
(3)、本實用新型通過采取分布式管理，達到集中管理的效果，使得監(jiān)測更加便利。
附圖說明
圖1為本實用新型系統(tǒng)原理示意圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
如圖1所示，本實用新型提供一種技術方案：一種基于WSN和MA的混凝土信息檢測和辨識系統(tǒng)，包括遠程監(jiān)控中心、無線網(wǎng)關和若干個設置在混凝土不同區(qū)層的分布式監(jiān)測單元，遠程監(jiān)控中心包括中央處理器、數(shù)據(jù)分析模塊、電源調(diào)節(jié)模塊、存儲模塊、數(shù)據(jù)比對模塊、反饋模塊和無線通信模塊二，每個分布式監(jiān)測單元均包括無線傳感器節(jié)點、數(shù)據(jù)處理單元、微處理器和無線通信模塊一。
如圖1所示，中央處理器的輸入端電連接電源調(diào)節(jié)模塊的輸出端，中央處理器的輸出端電連接數(shù)據(jù)比對單元的輸入端，數(shù)據(jù)比對單元的輸出端電連接反饋模塊的輸入端，反饋模塊的輸出端電連接中央處理器的輸入端，中央處理器分別雙向連接存儲模塊、數(shù)據(jù)分析模塊和無線通信模塊二，無線通信模塊二雙向信號連接無線網(wǎng)關，微處理器為MSP430單片機，具有低功耗、頻段的免沖突、節(jié)點安全和性能可靠的優(yōu)點，中央處理器的輸出端電連接外置顯示屏，顯示屏的數(shù)量與分布式監(jiān)測單元相對應。
如圖1所示，微處理器的輸入端電連接數(shù)據(jù)處理單元的輸出端，數(shù)據(jù)處理單元的輸入端電連接無線傳感器節(jié)點的輸出端，微處理器雙向連接無線通信模塊一，無線通信模塊一與無線網(wǎng)關雙向信號連接。
如圖1所示，數(shù)據(jù)比對單元包括腐蝕數(shù)據(jù)比對模塊、溫度數(shù)據(jù)比對模塊一、溫度數(shù)據(jù)比對模塊二、溫度數(shù)據(jù)比對模塊三和應力數(shù)據(jù)比對模塊，腐蝕數(shù)據(jù)比對模塊、溫度數(shù)據(jù)比對模塊一、溫度數(shù)據(jù)比對模塊二、溫度數(shù)據(jù)比對模塊三和應力數(shù)據(jù)比對模塊的輸入端均與中央處理器的輸出端電連接，腐蝕數(shù)據(jù)比對模塊、溫度數(shù)據(jù)比對模塊一、溫度數(shù)據(jù)比對模塊二、溫度數(shù)據(jù)比對模塊三和應力數(shù)據(jù)比對模塊的輸出端均與反饋模塊的輸入端電連接。
使用時，遠程監(jiān)控中心根據(jù)辨識任務的特點及復雜程度將其分解多個易于實現(xiàn)的子任務，并向各無線傳感器節(jié)點發(fā)送能夠?qū)崿F(xiàn)這些功能的移動agent，各無線傳感器節(jié)點接收并運行這些移動agent，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與處理等任務，當任務比較復雜，移動agent在一個節(jié)點無法完成任務，則需要與其他節(jié)點進行協(xié)作，直到任務完成后該移動agent將處理結果按最佳路徑發(fā)送給遠程監(jiān)控中心，由遠程監(jiān)控中心收集各無線傳感器節(jié)點數(shù)據(jù)并傳送給數(shù)據(jù)比對單元，由其做融合與綜合決策，實現(xiàn)對影響大型混凝土結構損傷的溫度、應力和澆鑄的鋼筋腐蝕度等參數(shù)進行辨識，進而采取相關措施以預防混凝土裂縫的產(chǎn)生，辨識系統(tǒng)安裝布置簡便，通過移動agent有效解決了異構單元間的信息傳輸問題，解決了無線傳感器節(jié)點存儲空間不足的困難，也避免了大量原始數(shù)據(jù)的傳送，極大節(jié)約了系統(tǒng)能量消耗，延長了節(jié)點的使用壽命。
對于無線傳感器節(jié)點的布置，利用有限元和遺傳算法確定各“區(qū)”、“層”的監(jiān)測點位置及數(shù)量，并對其進行編號，如以A區(qū)a、b和c層的測點為例，a、b和c層的測點依次遞進。
本實用新型在工作之前，首先將高于最適的腐蝕數(shù)據(jù)、a層溫度數(shù)據(jù)、b層溫度數(shù)據(jù)、c層溫度數(shù)據(jù)和應力數(shù)據(jù)設為腐蝕數(shù)據(jù)比對模塊、溫度數(shù)據(jù)比對模塊一、溫度數(shù)據(jù)比對模塊二、溫度數(shù)據(jù)比對模塊三和應力數(shù)據(jù)比對模塊的原始比對數(shù)據(jù)。
在比對時，分別將檢測的腐蝕數(shù)據(jù)、a層溫度數(shù)據(jù)、b層溫度數(shù)據(jù)、c層溫度數(shù)據(jù)和應力數(shù)據(jù)通過腐蝕數(shù)據(jù)比對模塊、溫度數(shù)據(jù)比對模塊一、溫度數(shù)據(jù)比對模塊二、溫度數(shù)據(jù)比對模塊三和應力數(shù)據(jù)比對模塊進行比對，將比對結果在顯示屏上顯示出來，供工作人員查看，以便做出相應的處理。
綜上可得：
(1)、本實用新型通過WSN和MA技術配合，達到監(jiān)測和辨識混凝土結構施工參數(shù)的效果，實現(xiàn)對影響大型混凝土結構損傷的溫度、應變及應力等參數(shù)進行辨識，進而采取相關措施以預防混凝土裂縫的產(chǎn)生。
(2)、本實用新型通過若干個分布式監(jiān)控單元配合，達到檢測混凝土不同區(qū)層的溫度、應力變化和澆鑄鋼筋腐蝕度的效果，使得檢測度高，工作簡單。
(3)、本實用新型通過采取分布式管理，達到集中管理的效果，使得監(jiān)測更加便利。
本系統(tǒng)中涉及到的相關模塊均為硬件系統(tǒng)模塊或者為現(xiàn)有技術中計算機軟件程序或協(xié)議與硬件相結合的功能模塊，該功能模塊所涉及到的計算機軟件程序或協(xié)議的本身均為本領域技術人員公知的技術，其不是本系統(tǒng)的改進之處；本系統(tǒng)的改進為各模塊之間的相互作用關系或連接關系，即為對系統(tǒng)的整體的構造進行改進，以解決本系統(tǒng)所要解決的相應技術問題。
盡管已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由所附權利要求及其等同物限定。