CN102592399A - 基于gsm短信和电子邮件的桥梁结构健康监测预警方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于GSM短信和电子邮件的桥梁结构健康监测预警方法，涉及建筑领域，包括：在桥梁监测中心安装短信预警主机和GSM通讯模块；短信预警主机通过智能预警引擎对预警信息进行分级，并发送至管理人员；管理人员通过短信发送查询指令至预警系统绑定的手机号码，控制GSM通讯模块返回查询出来的监测信息；管理人员通过Web登录预警系统，人工远程控制GSM通讯模块发送预警信息至指定人员。本发明对管理人员的管理权限进行分类，结合预警信息的分类组合，实现分级预警；通过控制GSM通讯模块将分级预警信息以短信的方式发送到桥梁管理人员的手机上，使管理人员及时得知预警信息，不受网络是否连接的限制。

Description

基于GSM短信和电子邮件的桥梁结构健康监测预警方法
技术领域
本发明涉及建筑领域，特别是涉及一种基于GSM短信和电子邮件的桥梁结构健康监测预警方法。
背景技术
为了保障桥梁在运营期正常工作，防止因结构灾害而造成重大公共安全事故，许多桥梁都建立了结构健康监测系统，用来实时自动监测桥梁结构的工作环境和结构性能，并能进行系统自检和异常情况的预警。
不同层次的桥梁管养人员对结构健康监测系统产生的预警信息有不同的需求，桥梁管理者关心总体信息，桥梁养护人员关心更加详细的预警信息和系统自检情况，数据分析人员关心预警信息关联的数据情况。
桥梁结构健康监测系统的特点在于对桥梁运营状况和周边环境的24小时不间断监测，具备很高的实时性，其预警也有同样的性能要求，而桥梁管理者往往又不在桥梁现场，无法及时获取预警信息，进入监测中心查看预警情况；预警系统提供了通过Internet进行远程管控和预警界面，但很多桥梁地处偏远地区，往往没有Internet网络连接，无法实现远程管控和预警。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种基于GSM短信和电子邮件的桥梁结构健康监测预警方法，对桥梁管理人员的管理权限进行分类，结合预警信息的分类组合，实现分级预警；通过控制GSM通讯模块将分级预警信息以短信的方式发送到桥梁管理人员的手机上，使桥梁管理人员及时得知预警信息，不受网络是否连接的限制。
本发明提供的基于GSM短信和电子邮件的桥梁结构健康监测预警方法，包括：A、在桥梁监测中心安装预警系统，预警系统包括短信预警主机、智能预警引擎、预警数据库和GSM通讯模块，短信预警主机与桥梁结构健康监测系统交互获得预警信息，GSM通讯模块通过PC串口和短信预警主机交互；智能预警引擎包括预警信息分级模块、预警数据库触发器、预警信息扫描定时器和查询代码解析模块；运行智能预警引擎中的预警信息分级模块，产生分级预警信息，并将分级预警信息写入预警数据库；B、分析桥梁结构健康监测系统的运行情况，对桥梁结构健康监测系统的自检信息(a)、异常情况预警信息(b)和系统异常情况诱因(c)分别进行分类，并根据桥梁管理人员的管理权限进行组合，以待发送；
C、预警数据库包括预警信息数据表和预警信息临时表，通过智能预警引擎中的预警数据库触发器将写入预警信息数据表的信息转存到预警信息临时表中；智能预警引擎中的预警信息扫描定时器按照指定的频率扫描预警信息临时表，若扫描到其中有更新信息，则将扫描到的更新信息与AT控制指令进行组合，再将组合信息通过协议数据单元PDU进行编码，将编码后的预警信息写入短信预警主机的串口，包含有AT指令的编码信息控制GSM通讯模块，将编码后的预警信息以GSM短信的形式，分别发送给不同管理权限的桥梁管理人员；
D、智能预警引擎扫描到预警信息后产生一条详细的预警信息，并检测是否有Internet网络连接，如果有，则发送一份电子邮件至不同管理权限的桥梁管理人员邮箱中。
在上述技术方案中，步骤B中所述自检信息(a)包括总体描述信息(a1)和分项详细信息(a2)，异常情况预警信息(b)包括初级预警信息(b1)和桥梁结构运营极限报警信息(b2)，系统异常情况诱因(c)包括桥梁结构自身物理变化超限(c1)、监测系统运行故障(c2)和监测数据误差(c3)。
在上述技术方案中，所述桥梁管理人员根据管理权限分为管理组、桥梁养护组和系统数据分析组。
在上述技术方案中，所述GSM通讯模块向管理组发送组合信息{a1，b2，c1}：总体描述信息(a1)、桥梁结构运营极限报警信息(b2)和桥梁结构自身物理变化超限信息(c1)。
在上述技术方案中，所述GSM通讯模块向桥梁养护组发送以下四组信息中的任意一组组合信息：
(1){a1，b1，c1}：总体描述信息(a1)、初级预警信息(b1)和桥梁结构自身物理变化超限信息(c1)；
(2){a1，b1，c2}：总体描述信息(a1)、初级预警信息(b1)和监测系统运行故障信息(c2)；
(3){a1，b2，c1}：总体描述信息(a1)、桥梁结构运营极限报警信息(b2)和桥梁结构自身物理变化超限信息(c1)；
(4){a1，b2，c2}：总体描述信息(a1)、桥梁结构运营极限报警信息(b2)和监测系统运行故障信息(c2)。
在上述技术方案中，所述GSM通讯模块向系统数据分析组发送组合信息{a2，b1，c3}或者{a2，b2，c3}，其中，{a2，b1，c3}为：分项详细信息(a2)、初级预警信息(b1)和监测数据误差信息(c3)；{a2，b2，c3}为：分项详细信息(a2)、桥梁结构运营极限报警信息(b2)和监测数据误差信息(c3)。
在上述技术方案中，步骤C之后还包括以下步骤：所述桥梁管理人员通过手机短信发送查询代码至预警系统绑定的号码，GSM通讯模块接收到查询代码后，从短信预警主机取出监测数据信息，返回给桥梁管理人员。
在上述技术方案中，步骤C之后还包括以下步骤：所述桥梁管理人员通过Web登录预警系统，远程控制GSM通讯模块发送预警信息至指定桥梁管理人员。
在上述技术方案中，步骤C之后还包括以下步骤：所述桥梁管理人员通过Web登录预警系统，通过远程控制GSM通讯模块实现对预警系统的管理。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
(1)本发明实现了对不同的桥梁结构健康监测预警信息分类组合并分级，为分级预警提供了基础；对桥梁管理人员的管理权限进行分类，结合预警信息的分类组合，实现分级预警。
(2)在没有Internet网络连接的环境中，本发明利用GSM网络全覆盖、稳定的特点，通过控制GSM通讯模块将分级预警信息以短信的方式发送到桥梁管理人员的手机上，使桥梁管理人员及时得知预警信息，不受网络是否连接的限制。
(3)桥梁管理人员同样可以在任何时候以短信为载体远程发送查询代码，控制GSM通讯模块返回预警信息和更加详细的监测数据等信息。
(4)在有Internet网络连接的环境中，本发明还提供了详细的预警信息邮件，使桥梁管理人员及时得知详细的预警信息。
(5)本发明提供了Web管理界面，桥梁管理人员在特殊情况下可以人工发送预警短信，远程管理GSM通讯模块和预警系统。
附图说明
图1是本发明实施例中基于GSM短信和电子邮件的桥梁结构健康监测预警方法的原理图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述。
参见图1所示，本发明实施例提供的基于GSM(Global System forMobile Communication，全球移动通信系统)短信和电子邮件的桥梁结构健康监测预警方法，包括以下步骤：
A、在桥梁监测中心安装预警系统，预警系统包括短信预警主机、智能预警引擎、预警数据库和GSM通讯模块，短信预警主机与桥梁结构健康监测系统交互获得预警信息，GSM通讯模块通过PC串口和短信预警主机交互；智能预警引擎包括预警信息分级模块、预警数据库触发器、预警信息扫描定时器和查询代码解析模块；运行智能预警引擎中的预警信息分级模块，产生分级预警信息，并将分级预警信息写入预警数据库。
B、分析桥梁结构健康监测系统的运行情况，对桥梁结构健康监测系统的自检信息(a)、异常情况预警信息(b)和系统异常情况诱因(c)分别进行分类，并根据桥梁管理人员的管理权限进行组合，以待发送。其中，自检信息(a)包括总体描述信息(a1)和分项详细信息(a2)，异常情况预警信息(b)包括初级预警信息(b1)和桥梁结构运营极限报警信息(b2)，系统异常情况诱因(c)包括桥梁结构自身物理变化超限(c1)、监测系统运行故障(c2)和监测数据误差(c3)。桥梁管理人员根据管理权限分为管理组、桥梁养护组和系统数据分析组。
GSM通讯模块向管理组发送组合信息{a1，b2，c1}：总体描述信息(a1)、桥梁结构运营极限报警信息(b2)和桥梁结构自身物理变化超限(c1)。
GSM通讯模块向桥梁养护组发送以下四组信息中的任意一组组合信息：
(1){a1，b1，c1}：总体描述信息(a1)、初级预警信息(b1)和桥梁结构自身物理变化超限信息(c1)；
(2){a1，b1，c2}：总体描述信息(a1)、初级预警信息(b1)和监测系统运行故障信息(c2)；
(3){a1，b2，c1}：总体描述信息(a1)、桥梁结构运营极限报警信息(b2)和桥梁结构自身物理变化超限信息(c1)；
(4){a1，b2，c2}：总体描述信息(a1)、桥梁结构运营极限报警信息(b2)和监测系统运行故障信息(c2)。
GSM通讯模块向系统数据分析组发送组合信息{a2，b1，c3}或者{a2，b2，c3}，其中，{a2，b1，c3}为：分项详细信息(a2)、初级预警信息(b1)和监测数据误差信息(c3)；{a2，b2，c3}为：分项详细信息(a2)、桥梁结构运营极限报警信息(b2)和监测数据误差信息(c3)。
C、预警数据库包括预警信息数据表和预警信息临时表，通过智能预警引擎中的预警数据库触发器将写入预警信息数据表的信息转存到预警信息临时表中；智能预警引擎中的预警信息扫描定时器按照指定的频率扫描预警信息临时表，若扫描到其中有更新信息，则将扫描到的更新信息与AT指令(Attention Commands，指从终端设备或数据终端设备向终端适配器或数据电路终接设备发送的控制指令)进行组合，再将组合信息通过PDU(Protocol Data Unit，协议数据单元)进行编码，将编码后的预警信息写入短信预警主机的串口，包含有AT指令的编码信息控制GSM通讯模块，将编码后的预警信息以GSM短信的形式，分别发送给不同管理权限的桥梁管理人员；
D、预警系统扫描到预警信息后，还产生一条详细的预警信息，预警系统检测短信预警主机是否与Internet(因特网)网络连接，如果检测到有连接，则短信预警主机还通过电子邮件的形式将详细的预警信息发送至桥梁管理人员的电子邮箱。
E、桥梁管理人员通过手机短信发送查询代码至预警系统绑定的号码，GSM通讯模块接收到查询代码后，从短信预警主机取出监测数据信息，返回给桥梁管理人员。
F、桥梁管理人员通过Web登录预警系统，在特殊情况下，可以人工远程控制GSM通讯模块发送预警信息至指定桥梁管理人员，以及通过远程控制GSM通讯模块实现对预警系统的管理。
本发明实施例的原理详细阐述如下：
GSM是目前国内覆盖范围最广、系统可靠性最高、桥梁管理人员数量最大的数字移动蜂窝通讯系统，基于GSM网络的SMS(ShortMessage Service，短信消息服务)采用SMSC(Short Message ServiceCenter，短消息服务中心)的存储和转发机制，确保了短消息在24小时内可以传达桥梁管理人员。SMS充分利用了GSM网络的直放站、覆盖广的特点和全程全网的优势，具有极佳的移动性，使得任何一个申请了短消息服务的GSM无线终端桥梁管理人员在全网范围内获得服务。每个短消息的信息量限制140个英文字节或70个中文字符，如果超过此长度，则要分多次发送。
本发明实施例将GSM短信服务技术和电子邮件技术引入到桥梁结构的健康监测预警中，实现了短信分级预警和电子邮件详细信息预警，并能短信发送代码远程控制GSM通讯模块，返回查询信息，桥梁管理人员通过Web登录预警系统，可以人工发送预警信息，控制GSM通讯模块和进行预警系统管理。
本发明实施例中为了弥补了短信内容有限的不足，预警系统在进行短信预警的同时，还产生一条详细的预警信息，系统检测短信预警主机是否与Internet网络连接，并扫描预警信息临时表，如果有连接，并且临时表中有预警信息，则通过电子邮件的形式将详细的预警信息发送至桥梁管理人员邮箱。
本发明实施例还提供了短信查询监测系统数据等信息的功能。桥梁管理人员通过短信，发送特殊的查询代码至预警系统绑定的电话号码上，GSM通讯模块接收到查询代码后，转发至PC机上的智能预警引擎，智能预警引擎对监测信息查询代码解析，取出查询信息，并又通过控制GSM通讯模块，发送查询信息给发送查询代码的桥梁管理人员。
本发明实施例提供了Web界面登录预警系统，在特殊情况下，桥梁管理人员在Web界面上输入电话号码和预警文本，可以手动给指定桥梁管理人员发送预警信息；桥梁管理人员还可以控制GSM通讯模块重启，对预警系统进行管理。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明包含这些改动和变型在内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (9)

1.一种基于GSM短信和电子邮件的桥梁结构健康监测预警方法，其特征在于包括：
A、在桥梁监测中心安装预警系统，预警系统包括短信预警主机、智能预警引擎、预警数据库和GSM通讯模块，短信预警主机与桥梁结构健康监测系统交互获得预警信息，GSM通讯模块通过PC串口和短信预警主机交互；智能预警引擎包括预警信息分级模块、预警数据库触发器、预警信息扫描定时器和查询代码解析模块；运行智能预警引擎中的预警信息分级模块，产生分级预警信息，并将分级预警信息写入预警数据库；
B、分析桥梁结构健康监测系统的运行情况，对桥梁结构健康监测系统的自检信息(a)、异常情况预警信息(b)和系统异常情况诱因(c)分别进行分类，并根据桥梁管理人员的管理权限进行组合，以待发送；
C、预警数据库包括预警信息数据表和预警信息临时表，通过智能预警引擎中的预警数据库触发器将写入预警信息数据表的信息转存到预警信息临时表中；智能预警引擎中的预警信息扫描定时器按照指定的频率扫描预警信息临时表，若扫描到其中有更新信息，则将扫描到的更新信息与AT控制指令进行组合，再将组合信息通过协议数据单元PDU进行编码，将编码后的预警信息写入短信预警主机的串口，包含有AT指令的编码信息控制GSM通讯模块，将编码后的预警信息以GSM短信的形式，分别发送给不同管理权限的桥梁管理人员；
D、智能预警引擎扫描到预警信息后产生一条详细的预警信息，并检测是否有Internet网络连接，如果有，则发送一份电子邮件至不同管理权限的桥梁管理人员邮箱中。
2.如权利要求1所述的基于GSM短信和电子邮件的桥梁结构健康监测预警方法，其特征在于：步骤B中所述自检信息(a)包括总体描述信息(a1)和分项详细信息(a2)；异常情况预警信息(b)包括初级预警信息(b1)和桥梁结构运营极限报警信息(b2)；系统异常情况诱因(c)包括桥梁结构自身物理变化超限(c1)、监测系统运行故障(c2)和监测数据误差(c3)。
3.如权利要求2所述的基于GSM短信和电子邮件的桥梁结构健康监测预警方法，其特征在于：所述桥梁管理人员根据管理权限分为管理组、桥梁养护组和系统数据分析组。
4.如权利要求3所述的基于GSM短信和电子邮件的桥梁结构健康监测预警方法，其特征在于：所述GSM通讯模块向管理组发送组合信息{a1，b2，c1}：总体描述信息(a1)、桥梁结构运营极限报警信息(b2)和桥梁结构自身物理变化超限信息(c1)。
5.如权利要求3所述的基于GSM短信和电子邮件的桥梁结构健康监测预警方法，其特征在于：所述GSM通讯模块向桥梁养护组发送以下四组信息中的任意一组组合信息：
(1){a1，b1，c1}：总体描述信息(a1)、初级预警信息(b1)和桥梁结构自身物理变化超限信息(c1)；
(2){a1，b1，c2)：总体描述信息(a1)、初级预警信息(b1)和监测系统运行故障信息(c2)；
(3){a1，b2，c1}：总体描述信息(a1)、桥梁结构运营极限报警信息(b2)和桥梁结构自身物理变化超限信息(c1)；
(4){a1，b2，c2}：总体描述信息(a1)、桥梁结构运营极限报警信息(b2)和监测系统运行故障信息(c2)。
6.如权利要求3所述的基于GSM短信和电子邮件的桥梁结构健康监测预警方法，其特征在于：所述GSM通讯模块向系统数据分析组发送组合信息{a2，b1，c3}或者{a2，b2，c3}，其中，{a2，b1，c3}为：分项详细信息(a2)、初级预警信息(b1)和监测数据误差信息(c3)；{a2，b2，c3}为：分项详细信息(a2)、桥梁结构运营极限报警信息(b2)和监测数据误差信息(c3)。
7.如权利要求1至6中任一项所述的基于GSM短信和电子邮件的桥梁结构健康监测预警方法，其特征在于：步骤C之后还包括以下步骤：所述桥梁管理人员通过手机短信发送查询代码至预警系统绑定的号码，GSM通讯模块接收到查询代码后，从短信预警主机取出监测数据信息，返回给桥梁管理人员。
8.如权利要求1至6中任一项所述的基于GSM短信和电子邮件的桥梁结构健康监测预警方法，其特征在于：步骤C之后还包括以下步骤：所述桥梁管理人员通过Web登录预警系统，远程控制GSM通讯模块发送预警信息至指定桥梁管理人员。
9.如权利要求1至6中任一项所述的基于GSM短信和电子邮件的桥梁结构健康监测预警方法，其特征在于：步骤C之后还包括以下步骤：所述桥梁管理人员通过Web登录预警系统，通过远程控制GSM通讯模块实现对预警系统的管理。
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