CN103175576A - 具有远程参数配置功能的桥梁健康监测数据采集仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有远程参数配置功能的桥梁健康监测数据采集仪，包括电源模块、MCU模块以及与MCU模块相接的红外通信模块、远程通信模块、数据存储模块、以太网接口电路模块和用户接口电路模块，MCU模块的输入端接有信号采集处理模块，信号采集处理模块的输入端接有传感器组，MCU模块的输出端接有继电器组；电源模块包括交直流转换电路模块、太阳能电池板、与太阳能电池板相接的充电控制电路模块以及与充电控制电路模块相接的蓄电池和充放电保护电路模块。本发明结构简单，设计合理，实现方便，可以实现人工干预数据采集的频率，人工远程参数配置等功能，供电方式灵活，适用于不同的环境中，实用性强，使用效果好，便于推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁健康检测技术领域，尤其是涉及一种具有远程参数配置功能的桥梁健康监测数据采集仪。
背景技术
随着建设桥梁大面积的推进和覆盖，人们对桥梁建成后的健康安全关注越来越密切。而影响桥梁安全的一些重要指标是我们重点关心的。主要表现桥梁的各种参数，应力(应变)、变形(挠度)、裂缝、倾角、温度、风速、位移等。近年来，远程参数配置的桥梁监测越来越受到人们的重视，国内外的众多企业与研究机构在各类桥梁参数传感器研发领域取得了长足进步，而且各传感器正向集成化、智能化、多参数检测的方向迅速发展。但是目前的无线监测模块与主机模块之间通信只是单向的即从数据采集模块传输到主机上，而从主机到数据采集装置的远程调控则很少，这就为人工干预各参数的稳定控制带来了不便，如果可以人工的设定数据采集频率和远程参数配置结合，那将会有广泛的应用前景。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种具有远程参数配置功能的桥梁健康监测数据采集仪，其结构简单，设计合理，实现方便，可以实现人工干预数据采集的频率，人工远程参数配置等功能，切实地满足了桥梁环境监测的需要，供电方式灵活，适用于不同的环境中，实用性强，使用效果好，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种具有远程参数配置功能的桥梁健康监测数据采集仪，其特征在于：包括给系统中各用电单元供电的电源模块、MCU模块以及与MCU模块相接的用于与红外手掌机配合使用的红外通信模块、用于建立与服务中心通信的远程通信模块、用于数据存储的数据存储模块、用于连接以太网的以太网接口电路模块和用于与当地用户进行通信的用户接口电路模块，所述MCU模块的输入端接有用于采集桥梁健康数据并对采集到的数据进行A/D转换的信号采集处理模块，所述信号采集处理模块的输入端接有用于采集桥梁健康数据的传感器组，所述传感器组包括风速传感器、称重传感器、温度传感器、应力传感器、加速度传感器和位移传感器，所述MCU模块的输出端接有用于对外部设备的运行进行控制的继电器组；所述电源模块包括交直流转换电路模块、太阳能电池板、与太阳能电池板相接的充电控制电路模块以及与充电控制电路模块相接的蓄电池和充放电保护电路模块。
上述的具有远程参数配置功能的桥梁健康监测数据采集仪，其特征在于：所述MCU模块为32位高速ARM7芯片SEP4020。
上述的具有远程参数配置功能的桥梁健康监测数据采集仪，其特征在于：所述远程通信模块为光端机、GPRS模块，TD-SCDMA模块、WCDMA模块和EVDO模块中的一个或多个。
上述的具有远程参数配置功能的桥梁健康监测数据采集仪，其特征在于：所述用户接口电路模块为USB接口电路模块、MMC卡接口电路模块或SD卡接口电路模块。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明采用模块化、集成化的设计，结构简单，设计合理，实现方便。
2、本发明是将先进的传感器技术、通信技术、数据处理技术、网络技术、自动控制技术、信息发布技术等有机地运用于桥梁而建立起的一种实时的、准确的、高效的桥梁自身环境健康监测系统，整个技术方案的规划即可方便的在现场单桥部署使用，也可大规模部署，即适应短期的监测，也适应长期的监测，无论是从技术路线上，还是在设备及实施上都能够支持建立一个区域性或者国家性的桥梁健康监测中心。
3、本发明设计实现了市电供电和太阳能供电两种供电方式，可以根据本发明使用的地方自由选择，是采用市电供电还是太阳能供电，供电方式灵活，适用于不同的环境中，而且采用太阳能供电能够有效地节约能源。
4、本发明可以实现人工干预数据采集的频率，人工远程参数配置等功能，切实地满足了桥梁环境监测的需要，为应对突发状况提供了有力的技术保证，而将这些参数通过桥上无线传感网数据采集和传输子系统和远程传输子系统传输到远端结构安全评价与智能健康诊断子系统(远端专家及现场使用者)将变得十分方便。
5、本发明的实用性强，使用效果好，便于推广使用。
综上所述，本发明结构简单，设计合理，实现方便，可以实现人工干预数据采集的频率，人工远程参数配置等功能，切实地满足了桥梁环境监测的需要，供电方式灵活，适用于不同的环境中，实用性强，使用效果好，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的电路原理框图。
附图标记说明：
1-电源模块； 2-MCU模块； 3-红外通信模块；
4-远程通信模块； 5-数据存储模块； 6-以太网接口电路模块；
7-用户接口电路模块； 8-信号采集处理模块； 9-1-风速传感器；
9-2-称重传感器； 9-3-温度传感器； 9-4-应力传感器；
9-5-加速度传感器； 9-6-位移传感器； 10-继电器组。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括给系统中各用电单元供电的电源模块1、MCU模块2以及与MCU模块2相接的用于与红外手掌机配合使用的红外通信模块3、用于建立与服务中心通信的远程通信模块4、用于数据存储的数据存储模块5、用于连接以太网的以太网接口电路模块6和用于与当地用户进行通信的用户接口电路模块7，所述MCU模块2的输入端接有用于采集桥梁健康数据并对采集到的数据进行A/D转换的信号采集处理模块8，所述信号采集处理模块8的输入端接有用于采集桥梁健康数据的传感器组，所述传感器组包括风速传感器9-1、称重传感器9-2、温度传感器9-3、应力传感器9-4、加速度传感器9-5和位移传感器9-6，所述MCU模块2的输出端接有用于对外部设备的运行进行控制的继电器组10；所述电源模块1包括交直流转换电路模块1-1、太阳能电池板1-2、与太阳能电池板1-2相接的充电控制电路模块1-3以及与充电控制电路模块1-3相接的蓄电池1-4和充放电保护电路模块1-5。
如图1所示，本实施例中，所述MCU模块2为32位高速ARM7芯片SEP4020，该MCU模块2一般运行速率可达86M左右，数据处理速度快，数据处理能力强。所述远程通信模块4为光端机、GPRS模块，TD-SCDMA模块、WCDMA模块和EVDO模块中的一个或多个，可根据用户当地的情况，可选择不同的模块，是建立用户与服务中心通信的桥梁。所述用户接口电路模块7为USB接口电路模块、MMC卡接口电路模块或SD卡接口电路模块。
本发明的工作原理及工作过程是：风速传感器9-1、称重传感器9-2、温度传感器9-3、应力传感器9-4、加速度传感器9-5和位移传感器9-6实时地采集桥梁信息，并将所检测到的数据输出给信号采集处理模块8，信号采集处理模块8采集各传感器所输出的数据并进行A/D转换后输出给MCU模块2，MCU模块2对其接收到的数据进行分析处理并将处理结果传送到数据存储模块5予以暂时存储，根据需求将数据进行打包标记，在特定的时间通过远程通信模块4或以太网接口电路模块6传输到服务中心，控制管理人员可以根据需要调节信号采集处理模块8采集数据的频率，传输时机和加密情况，并对异常那个数据进行特别的标记。管理员可以将编好的程序通过远程通信模块4或以太网接口电路模块6传输给信号采集处理模块8，实现了远程参数配置功能，信号采集处理模块8可以根据设定的控制指令来独立完成控制。
本发明设计实现了市电供电和太阳能供电两种供电方式，可以根据本发明使用的地方自由选择，是采用市电供电还是太阳能供电，采用太阳能供电时，蓄电池1-4能够将白天太阳能电池板1-2产生的电量存储起来，以备无阳光时使用。充电控制电路模块1-3负责给蓄电池1-4充电，充放电保护电路模块1-5保护蓄电池1-4的充放电，蓄电池1-4选用合适的容量，在外部失电的情况下，负责整个数据采集仪的运行，选型的时候要注意蓄电池1-4的持久性，及充电的稳定性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (4)
1.一种具有远程参数配置功能的桥梁健康监测数据采集仪，其特征在于：包括给系统中各用电单元供电的电源模块(1)、MCU模块(2)以及与MCU模块(2)相接的用于与红外手掌机配合使用的红外通信模块(3)、用于建立与服务中心通信的远程通信模块(4)、用于数据存储的数据存储模块(5)、用于连接以太网的以太网接口电路模块(6)和用于与当地用户进行通信的用户接口电路模块(7)，所述MCU模块(2)的输入端接有用于采集桥梁健康数据并对采集到的数据进行A/D转换的信号采集处理模块(8)，所述信号采集处理模块(8)的输入端接有用于采集桥梁健康数据的传感器组，所述传感器组包括风速传感器(9-1)、称重传感器(9-2)、温度传感器(9-3)、应力传感器(9-4)、加速度传感器(9-5)和位移传感器(9-6)，所述MCU模块(2)的输出端接有用于对外部设备的运行进行控制的继电器组(10)；所述电源模块(1)包括交直流转换电路模块(1-1)、太阳能电池板(1-2)、与太阳能电池板(1-2)相接的充电控制电路模块(1-3)以及与充电控制电路模块(1-3)相接的蓄电池(1-4)和充放电保护电路模块(1-5)。
2.按照权利要求1所述的具有远程参数配置功能的桥梁健康监测数据采集仪，其特征在于：所述MCU模块(2)为32位高速ARM7芯片SEP4020。
3.按照权利要求1或2所述的具有远程参数配置功能的桥梁健康监测数据采集仪，其特征在于：所述远程通信模块(4)为光端机、GPRS模块，TD-SCDMA模块、WCDMA模块和EVDO模块中的一个或多个。
4.按照权利要求3所述的具有远程参数配置功能的桥梁健康监测数据采集仪，其特征在于：所述用户接口电路模块(7)为USB接口电路模块、MMC卡接口电路模块或SD卡接口电路模块。
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| CN 201110455967 CN103175576A (zh) | 2011-12-23 | 2011-12-23 | 具有远程参数配置功能的桥梁健康监测数据采集仪 |
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| CN 201110455967 CN103175576A (zh) | 2011-12-23 | 2011-12-23 | 具有远程参数配置功能的桥梁健康监测数据采集仪 |
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2011
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