CN110595651A - 基于无源无线通信技术的建筑应力实时监测装置及监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种基于无源无线通信技术的建筑应力实时监测装置及监测系统，其内嵌设置在预制件中且包括由绝缘材质制作的保护壳体、设置在所述保护壳体内的PCB电路板、位于所述保护壳体的上表面且与所述预制件表面相贴的弹簧钢片、设置在所述保护壳体内且与所述弹簧钢片的下表面相贴的应变电阻片、设置在所述保护壳体的下表面且与所述预制件接触的RFID电子标签、以及设置在所述预制件外部且接收所述RFID电子标签的传送信息的智能读写器。本发明能够实时的、远程的监测建筑物的实时应力状态整体结构牢固，监测稳定且精度高。
Description
技术领域
本发明属于智能建筑监控技术领域，特别是涉及一种基于无源无线通信技术的建筑应力实时监测装置及监测系统。
背景技术
城市基础设施的健康状况与社会公共安全以及公众的生命财产安全息息相关，这些重要的基础设施不可避免的要承受如环境侵蚀、地震、人为灾害等诸多因素带来的威胁；城市中的住宅也大多数都是高楼层，其建筑物健康情况更是影响着每一住户的生命安全。因此，对于在建中的建筑物以及已建好的建筑物的内部应力的实时监测显得尤为重要。
现有技术中还没有出现一个监测稳定且精度高的实时监控装置来实现上述功能，因此有必要提供一种基于无源无线通信技术的建筑应力实时监测装置来解决上述问题。
发明内容
本发明的主要目的之一在于提供一种基于无源无线通信技术的建筑应力实时监测装置，能够实时的、远程的监测建筑物的实时应力状态，整体结构牢固，监测稳定且精度高。
本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种基于无源无线通信技术的建筑应力实时监测装置，其内嵌设置在预制件中且包括由绝缘材质制作的保护壳体、设置在所述保护壳体内的PCB电路板、位于所述保护壳体的上表面且与所述预制件表面相贴的弹簧钢片、设置在所述保护壳体内且与所述弹簧钢片的下表面相贴的应变电阻片、设置在所述保护壳体的下表面且与所述预制件接触的RFID电子标签、以及设置在所述预制件外部且接收所述RFID电子标签的传送信息的智能读写器。
进一步的，所述保护壳体内设置有限定并固定所述应变电阻片的限位围挡块。
进一步的，所述PCB电路板与所述应变电阻片电气连接、或以耦合的方式信号连通。
进一步的，所述弹簧钢片、所述PCB电路板以及所述应变电阻片形成一应力无线传感器。
进一步的，所述RFID电子标签中存储有预制件的静态信息，所述静态信息包括预制件的标号、预制件内钢筋的标号、施工队的基本信息、工程开工时间、工程竣工时间。
本发明的另一主要目的在于提供一种基于无源无线通信技术的建筑应力实时监测系统，其包括所述应力实时监测装置、将所述智能读写器内的数据上传至云端平台的通讯装置。
进一步的，所述云端平台配置有分析软件。
与现有技术相比，本发明一种基于无源无线通信技术的建筑应力实时监测装置及监测系统的有益效果在于：基于RFID电子标签和应力无线传感器等元器件，然后植入预制件中，收集建筑物的实时应力数据，数据采集后通过载波的方式，将信息传送给读写器，再最终上传至云端平台，实现建筑物内部应力的实时监控，并基于互联网实现远程实时监测；通过设置弹簧钢片来反应建筑物的变形，再结合与弹簧钢片直接接触的应变电阻片，通过应变电阻片变形前后的电阻值变化得到对应的形变量，再计算得到应力值大小，保障了监测数据的准确度；通过设置保护壳体，有效的保护了应力无线传感器元件，且隔离了PCB板与RFID电子标签，保障了两者之间的有效耦合，从而保障了数据传送的顺利进行，提高了检测装置的系统稳定性。
【附图说明】
图1为本发明实施例的结构示意图；
图中数字表示：
100基于无源无线通信技术的建筑应力实时监测装置；
1保护壳体；2PCB电路板；3弹簧钢片；4应变电阻片；5RFID电子标签；6智能读写器；7限位围挡块。
【具体实施方式】
实施例：
请参照图1，本实施例为基于无源无线通信技术的建筑应力实时监测装置100，其内嵌设置在预制件101中且包括由绝缘材质制作的保护壳体1、设置在保护壳体1内的PCB电路板2、位于保护壳体1的上表面且与所述预制件101表面相贴的弹簧钢片3、设置在保护壳体1内且与弹簧钢片3的下表面相贴的应变电阻片4、设置在保护壳体1的下表面且与所述预制件101接触的RFID电子标签5、以及设置在所述预制件101外部且接收所述RFID电子标签5的传送信息的智能读写器6。
保护壳体1内还设置有限定并固定应变电阻片4的限位围挡块7。限位围挡块7与应变电阻片4之间存在缝隙，为应变电阻片4的变形提供形变空间。保护壳体1的材质为硬质塑料。
PCB电路板2与应变电阻片4电气连接、或以耦合的方式信号连通。优选的为耦合方式信号连通，这样的话使得应变电阻片4的微量变形能够不受到限制，使得数据采集的更加精准准确。PCB电路板2中的功能模块可参考现有技术专利公开号为CN105318823A，因此，本实施例不作详细介绍。
弹簧钢片3、PCB电路板2以及应变电阻片4形成一应力无线传感器，该应力无线传感器是无源的，是通过无线电波供电，这样避免了更换水泥预制件后更换电池的麻烦。
预制件101可以为水泥预制件、混凝土预制件、钢筋混凝土预制件等。
在实时监控过程中，当预制件101受到拉伸、压缩、或剪切时，弹簧钢片3会产生微量弯曲变形，此时贴在弹簧钢片3下表面的应变电阻片4的电阻值发生改变，PCB电路板2通过耦合感应或电压值检测到应变电阻片4的电阻发生变化后产生一种电讯号， RFID电子标签5与PCB电路板2通过耦合的方式进行数据交互，获取该电讯号信息，然后传送给智能读写器6。
通过弹簧钢片3的微量变形并直接作用于应变电阻片4上，使得应变电阻片4产生形变，然后通过检测应变电阻片4的电阻值，得到对应的形变量，再并通过内部运算来得到内部应力值大小，大大提高了数据采集的精准度，为做出正确而科学的决策提供了基本前提基础。
RFID电子标签5中存储有预制件的静态信息，如预制件的标号、预制件内钢筋的标号、施工队的基本信息、工程开工时间、工程竣工时间等。RFID电子标签5能够在电解液中正常读取，解决了受钢筋包围产生的信息干扰问题。
本实施例还提供了一种基于无源无线通信技术的建筑应力实时监测系统，其包括应力实时监测装置100、将智能读写器6内的数据上传至云端平台的通讯装置，所述云端平台配置有分析软件。当数据通过网络传输到云端平台后， 用户可以在远程实时了解到建筑物的物理状态，一旦数据不在正常范围内，软件会自动启动预备预案，比如报警、启动电力切断、数据大屏幕播放、喇叭广播等动作，此环节为物联网的传输层，同时也包括了智慧建筑的软件启动、硬件远程控制等操作。
本实施例是基于RFID电子标签和应力无线传感器等元器件，然后植入预制件中，收集建筑物的实时应力数据，包括抗压强度、抗压应力、拉伸应力、剪应力、切应力等数据，数据采集后通过载波的方式，将信息传送给读写器，再最终上传至云端平台，实现建筑物内部应力的实时监控，且根据采集数据进行自动分析和判断，当数据超过允许范围，则发出报警，还可以远程通过软件的操作，达到控制建筑物、建筑管理公司、施工单位，形成一套综合性的解决方案。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于无源无线通信技术的建筑应力实时监测装置，其特征在于：其内嵌设置在预制件中且包括由绝缘材质制作的保护壳体、设置在所述保护壳体内的PCB电路板、位于所述保护壳体的上表面且与所述预制件表面相贴的弹簧钢片、设置在所述保护壳体内且与所述弹簧钢片的下表面相贴的应变电阻片、设置在所述保护壳体的下表面且与所述预制件接触的RFID电子标签、以及设置在所述预制件外部且接收所述RFID电子标签的传送信息的智能读写器。
2.如权利要求1所述的基于无源无线通信技术的建筑应力实时监测装置，其特征在于：所述保护壳体内设置有限定并固定所述应变电阻片的限位围挡块。
3.如权利要求1所述的基于无源无线通信技术的建筑应力实时监测装置，其特征在于：所述PCB电路板与所述应变电阻片电气连接、或以耦合的方式信号连通。
4.如权利要求1所述的基于无源无线通信技术的建筑应力实时监测装置，其特征在于：所述弹簧钢片、所述PCB电路板以及所述应变电阻片形成一应力无线传感器。
5.如权利要求1所述的基于无源无线通信技术的建筑应力实时监测装置，其特征在于：所述RFID电子标签中存储有预制件的静态信息，所述静态信息包括预制件的标号、预制件内钢筋的标号、施工队的基本信息、工程开工时间、工程竣工时间。
6.一种基于如权利要求所述的建筑应力实时监测装置的监测系统，其特征在于：其包括所述应力实时监测装置、将所述智能读写器内的数据上传至云端平台的通讯装置。
7.如权利要求6所述的基于无源无线通信技术的建筑应力实时监测系统，其特征在于：所述云端平台配置有分析软件。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117949048A (zh) * | 2024-03-27 | 2024-04-30 | 山东晟旸建筑科技有限责任公司 | 基于无线传感器技术的装配式建筑质量监测方法及系统 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102162773A (zh) * | 2010-12-24 | 2011-08-24 | 广州工程总承包集团有限公司 | 基于无线通信技术的集群式桥梁健康实时监测系统及方法 |
| CN103954385A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-07-30 | 李恒 | 无线无源rfid应力传感器 |
| CN105300449A (zh) * | 2015-11-03 | 2016-02-03 | 杭州钛比科技有限公司 | 一种超低功耗无源结构健康监测系统及方法 |
| CN109115379A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-01-01 | 黎汉银 | 压力传感器 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102162773A (zh) * | 2010-12-24 | 2011-08-24 | 广州工程总承包集团有限公司 | 基于无线通信技术的集群式桥梁健康实时监测系统及方法 |
| CN103954385A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-07-30 | 李恒 | 无线无源rfid应力传感器 |
| CN105300449A (zh) * | 2015-11-03 | 2016-02-03 | 杭州钛比科技有限公司 | 一种超低功耗无源结构健康监测系统及方法 |
| CN109115379A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-01-01 | 黎汉银 | 压力传感器 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117949048A (zh) * | 2024-03-27 | 2024-04-30 | 山东晟旸建筑科技有限责任公司 | 基于无线传感器技术的装配式建筑质量监测方法及系统 |
| CN117949048B (zh) * | 2024-03-27 | 2024-05-31 | 山东晟旸建筑科技有限责任公司 | 基于无线传感器技术的装配式建筑质量监测方法及系统 |
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