CN105784007A - 一种基于物联网技术的桥梁安全预警系统 - Google Patents

一种基于物联网技术的桥梁安全预警系统 Download PDF

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Abstract

一种基于物联网技术的桥梁安全预警系统，其特征在于：包含有，控制器、压电传感器、频率振动传感器、水位传感器、水压传感器、水流流速传感器、摄像头、声光报警器、太阳能电池板、微气象传感器、后台管理服务器、APP客户端、DSP处理器、无线传输模块、电源管理模块；16‑RAM存储模块、信号放大器、滤波模块；本发明不仅实现了桥梁状况实时在线监测功能，更实现了远程监控的功能；同时采用太阳能作为工作电源节约了运行成本，声光报警器可以提示驶入桥梁的车辆以及行人注意桥梁安全；本发明采用了SVM算法实现了对桥梁数据的安全预测，保证了能够提前6小时预测桥梁的安全状况，能够及时通知相关部门采取相关措施。

Description

一种基于物联网技术的桥梁安全预警系统
技术领域
本发明属于物联网领域，尤其涉及一种基于物联网技术的桥梁安全预警系统。
背景技术
近几年以来我国多处发生桥梁垮塌事件，直接给社会带来的巨大的经济损失，同时也在严重威胁人们的生命安全。虽然相关部门会定期对桥梁进行质量检测，然而该周期较长不是防止桥梁坍塌的有效手段，因此需要一种能够实时监测桥梁运行状态的系统，用于完成对桥梁各种参数的监测工作，当桥梁运行状况出现异常时能够及时通知桥梁管理人员采取相应的措施，从而在最大程度上降低损失。
发明内容
本发明为解决桥梁实时在线监测以及安全预警的技术问题，提出一种基于物联网技术的桥梁安全预警系统。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于物联网技术的桥梁安全预警系统，其特征在于：太阳能电池板，耦接于控制器为整个系统提供工作电能；若干个压电传感器，所述压电传感器均匀分布在桥梁内部，所述压电传感器，耦接于所述控制器用于检测所述桥梁所承受的压力；频率振动传感器，安装在所述桥梁内部耦接于所述控制器用于检测所述桥梁的振动频率；水位传感器，安装在桥墩上部耦接于所述控制器用于测量水位是否超过设定的水位线；水压传感器，安装在所述桥墩底部耦接于所述控制器用于测量水的压力；水流流速传感器，安装在所述桥墩的底部耦接于所述控制器用于测量水流的速度；摄像头，安装在所述桥梁上耦接于所述控制器用于监测桥梁周边的环境；声光报警器，安装在所述桥梁两端耦接于所述控制器在预测或监测到桥梁存在安全隐患时用于声光报警发出警示；微气象传感器，耦接于所述控制器用于测量所述桥梁周边的环境信息包含有：温度、风力风速、降雨量。
进一步，所述控制器包含有：DSP处理器，用于处理所述传感器采集的信息并控制整个系统的稳定工作；电源管理模块，包含有蓄电池并与所述太阳能电池板连接用于分配管理电能供给整个系统所需的工作电能；无线传输模块，通过无线网络与所述后台管理服务器通信；RAM存储模块，用于存储所述传感器采集的数据信息；滤波模块，与所述传感器连接用于滤除信息中的杂质，与信号放大器连接，所述信号放大器将所述滤波模块滤波后的信息放大并传送给所述DSP处理器。
进一步，所述DSP处理器通过读取RAM存储模块的数据运行SVM算法对数据进行预测，采用所述SVM算法可预测6小时后的所述桥梁的信息，以便可以提前发起预警信息。
进一步，所述系统每过30分钟上传一次检测所述桥梁的信息到所述后台管理服务器，同时所述后台管理服务器也可以随时召唤所述系统检测到的所述桥梁的信息。
进一步，所述声光报警器根据所述桥梁的不同状态显示不同的颜色发出不同的声音，如果所述桥梁状态良好则显示为绿色没有声音；如果所述桥梁状态中则显示为黄色并发出低声报警声；如果所述桥梁状态差则显示为红色并发出刺耳的报警声。
进一步，所述后台管理服务器通过无线网络与APP客户端进行通信，所述APP客户端安装在手持移动终端，相关工作人员持有所述的手持移动终端并根据所述APP客户端的提示信息去相应桥梁所在位置开展检修等相关工作。
进一步，所述无线传输模块可以是GPRS模块、3G模块、4G模块、Wi-Fi模块中的任意一种模块。
本发明的益处在于：本发明不仅实现了桥梁状况实时在线监测功能，更实现了远程监控的功能；同时采用太阳能作为工作电源节约了运行成本，声光报警器可以提示驶入桥梁的车辆以及行人注意桥梁安全；本发明采用了SVM算法实现了对桥梁数据的安全预测，保证了能够提前6小时预测桥梁的安全状况，能够及时通知相关部门采取相关措施。
附图说明
图1为本发明所述系统的原理结构框图。
图2为本发明所述控制器的原理框图。
图中，1-控制器；2-压电传感器；3-频率振动传感器；4-水位传感器；5-水压传感器；6-水流流速传感器；7-摄像头；8-声光报警器；9-太阳能电池板；10-微气象传感器；11-后台管理服务器；12-APP客户端；13-DSP处理器；14-无线传输模块；15-电源管理模块；16-RAM存储模块；17-信号放大器；18-滤波模块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
需要提前说明的是，“耦接”包括但不限于“物理连接”，比如，图2中所示的DSP处理器60和电机驱动模块63之间可以通过线缆连接，也可以通过光电耦合或电磁耦合的方式“连接”。
实施例：一种基于物联网技术的桥梁安全预警系统，结合附图对本发明提供的方法做详细说明。
一种基于物联网技术的桥梁安全预警系统，其特征在于：太阳能电池板9，耦接于控制器1为整个系统提供工作电能；若干个压电传感器2，所述压电传感器2均匀分布在桥梁内部，所述压电传感器2，耦接于所述控制器1用于检测所述桥梁所承受的压力；频率振动传感器3，安装在所述桥梁内部耦接于所述控制器1用于检测所述桥梁的振动频率；水位传感器4，安装在桥墩上部耦接于所述控制器1用于测量水位是否超过设定的水位线；水压传感器5，安装在所述桥墩底部耦接于所述控制器1用于测量水的压力；水流流速传感器6，安装在所述桥墩的底部耦接于所述控制器1用于测量水流的速度；摄像头7，安装在所述桥梁上耦接于所述控制器1用于监测桥梁周边的环境；声光报警器8，安装在所述桥梁两端耦接于所述控制器1在预测或监测到桥梁存在安全隐患时用于声光报警发出警示；微气象传感器10，耦接于所述控制器1用于测量所述桥梁周边的环境信息包含有：温度、风力风速、降雨量。
进一步，所述控制器1包含有：DSP处理器13，用于处理所述传感器采集的信息并控制整个系统的稳定工作；电源管理模块15，包含有蓄电池并与所述太阳能电池板9连接用于分配管理电能供给整个系统所需的工作电能；无线传输模块14，通过无线网络与所述后台管理服务器11通信；RAM存储模块16，用于存储所述传感器采集的数据信息；滤波模块18，与所述传感器连接用于滤除信息中的杂质，与信号放大器17连接，所述信号放大器17将所述滤波模块18滤波后的信息放大并传送给所述DSP处理器13。
进一步，所述DSP处理器13通过读取RAM存储模块16的数据运行SVM算法对数据进行预测，采用所述SVM算法可预测6小时后的所述桥梁的信息，以便可以提前发起预警信息。
进一步，所述系统每过30分钟上传一次检测所述桥梁的信息到所述后台管理服务器11，同时所述后台管理服务器11也可以随时召唤所述系统检测到的所述桥梁的信息。
进一步，所述声光报警器8根据所述桥梁的不同状态显示不同的颜色发出不同的声音，如果所述桥梁状态良好则显示为绿色没有声音；如果所述桥梁状态中则显示为黄色并发出低声报警声；如果所述桥梁状态差则显示为红色并发出刺耳的报警声。
进一步，所述后台管理服务器11通过无线网络与APP客户端12进行通信，所述APP客户端12安装在手持移动终端，相关工作人员持有所述的手持移动终端并根据所述APP客户端12的提示信息去相应桥梁所在位置开展检修等相关工作。
进一步，所述无线传输模块14可以是GPRS模块、3G模块、4G模块、Wi-Fi模块中的任意一种模块。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种基于物联网技术的桥梁安全预警系统，其特征在于：太阳能电池板（9），耦接于控制器（1）为整个系统提供工作电能；若干个压电传感器（2），所述压电传感器（2）均匀分布在桥梁内部，所述压电传感器（2），耦接于所述控制器（1）用于检测所述桥梁所承受的压力；频率振动传感器（3），安装在所述桥梁内部耦接于所述控制器（1）用于检测所述桥梁的振动频率；水位传感器（4），安装在桥墩上部耦接于所述控制器（1）用于测量水位是否超过设定的水位线；水压传感器（5），安装在所述桥墩底部耦接于所述控制器（1）用于测量水的压力；水流流速传感器（6），安装在所述桥墩的底部耦接于所述控制器（1）用于测量水流的速度；摄像头（7），安装在所述桥梁上耦接于所述控制器（1）用于监测桥梁周边的环境；声光报警器（8），安装在所述桥梁两端耦接于所述控制器（1）在预测或监测到桥梁存在安全隐患时用于声光报警发出警示；微气象传感器（10），耦接于所述控制器（1）用于测量所述桥梁周边的环境信息包含有：温度、风力风速、降雨量。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的桥梁安全预警系统，其特征在于：所述控制器（1）包含有：DSP处理器（13），用于处理所述传感器采集的信息并控制整个系统的稳定工作；电源管理模块（15），包含有蓄电池并与所述太阳能电池板（9）连接用于分配管理电能供给整个系统所需的工作电能；无线传输模块（14），通过无线网络与所述后台管理服务器（11）通信；RAM存储模块（16），用于存储所述传感器采集的数据信息；滤波模块（18），与所述传感器连接用于滤除信息中的杂质，与信号放大器（17）连接，所述信号放大器（17）将所述滤波模块（18）滤波后的信息放大并传送给所述DSP处理器（13）。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的桥梁安全预警系统，其特征在于：所述DSP处理器（13）通过读取RAM存储模块（16）的数据运行SVM算法对数据进行预测，采用所述SVM算法可预测6小时后的所述桥梁的信息，以便可以提前发起预警信息。
4.根据权利要求2所述的一种基于物联网技术的桥梁安全预警系统，其特征在于：所述系统每过30分钟上传一次检测所述桥梁的信息到所述后台管理服务器（11），同时所述后台管理服务器（11）也可以随时召唤所述系统检测到的所述桥梁的信息。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的桥梁安全预警系统，其特征在于：所述声光报警器（8）根据所述桥梁的不同状态显示不同的颜色发出不同的声音，如果所述桥梁状态良好则显示为绿色没有声音；如果所述桥梁状态中则显示为黄色并发出低声报警声；如果所述桥梁状态差则显示为红色并发出刺耳的报警声。
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