CN116045893B - 一种钢结构厂房关键构件的变形监测系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢结构厂房关键构件的变形监测系统及其方法，该系统包括控制中心、发射/接收装置和监测模块；该方法包括：针对厂房结构进行安全性、使用性和可靠性评估，依据结构可靠性鉴定评价结果，提取结构关键构件，确定结构变形监测的实施对象；选取优化算法，通过优化算法获取监测点位和数目的全局最优解，并按照全局最优解进行监测点位的布设；按照按预设频率发送控制命令，根据控制命令采集钢结构厂房关键构件的实时荷载数据，根据实时荷载数据，实时计算监测点位的相对坐标，进行有限单元法的结构受力变形模拟。本发明有效解决了现有的钢结构厂房关键构件变形监测系统中电池供电耐久性差等问题。
Description
技术领域
本发明涉及厂房构件变形监测技术领域，更具体的说是涉及一种钢结构厂房关键构件的变形监测系统及其方法。
背景技术
随着第四次工业革命的到来，利用信息化技术促进产业变革的工业4.0正在加速发展，同时也给工业建筑智能化带来了全新的发展。工业建筑是冶金、电力、钢铁、采矿、纺织等工业生产的重要基础设施，其结构安全直接关系到工业生产的顺利进行。工业建筑随着服役年限的提升，且长期处于高温、高湿、粉尘、振动、腐蚀等复杂载荷工况下，不可避免地出现损伤，长期忽视易导致结构失效甚至局部/整体倒塌，安全性与耐久性问题亟待解决。在工业建筑长期服役过程中，针对关键构件服役状态的准确感知是实现工业建筑诊治面临的首要问题和必要步骤。在传统结构监测鉴定技术发展日趋成熟的基础上，如何实时、连续、高可靠性地感知结构态势成为工业建筑诊治面临的新问题。近年来随着新一代信息技术的快速发展，无人机、表面波、分布式光纤、图像识别等智能化监检测技术不断涌现，一定程度上解决了工业建筑关键构件的安全、高效监测运维。未来，基于专家知识和数据驱动融合的智能监测分析评估技术将成为工业建筑诊治的重要研究方向。
其中，钢结构厂房在生产过程中，产生大量腐蚀性较强的蒸汽和粉尘，在长期作用下，对建筑结构、设备仪器等造成了不同程度的腐蚀。由于其工作环境恶劣、载荷工况复杂，已有监测方案存在设备安装维护难、供电可靠性低、采集数据丢失、维护更换成本高等问题，在一定程度上限制了监测技术在钢结构厂房的应用。
因此，如何提供一种实时、连续、高可靠性的钢结构厂房关键构件的变形监测系统及其方法是本领域技术人员所亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种钢结构厂房关键构件的变形监测系统及其方法，其目的在于解决现有技术中对工业建筑结构关键构件的选取与监测不稳定以及难以准确客观对结构安全性进行监测评估的问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种钢结构厂房关键构件的变形监测系统，包括控制中心、发射/接收装置和监测模块；其中，所述监测模块至少包括一个；
所述控制中心包括厂房构件重要性分析模块、监测点位确定模块、控制模块和数据处理模块；
所述厂房构件重要性分析模块，用于针对厂房结构进行安全性、使用性和可靠性评估，依据结构可靠性鉴定评价结果，提取结构关键构件，确定结构变形监测的实施对象；
所述监测点位确定模块，用于选取优化算法，通过优化算法获取监测点位和数目的全局最优解；
所述控制模块，用于按预设频率向所述发射/接收装置发送控制命令；
所述数据处理模块，用于获取所述监测模块监测到的实时荷载数据，根据实时荷载数据，实时计算监测点位的相对坐标，进行有限单元法的结构受力变形模拟；
所述发射/接收装置与所述控制中心相连，用于接收所述控制命令并发送至所述监测模块，同时实现所述监测模块与所述控制中心之间的数据传输；
所述监测模块与所述发射/接收装置之间通过RFID无线连接，用于根据控制命令采集钢结构厂房关键构件的实时荷载数据，并将所采集到的所述实时荷载数据发送至所述发射/接收装置。
优选的，所述厂房构件重要性分析模块中针对厂房结构进行安全性、使用性和可靠性评估的内容包括：
分别检测鉴定构件、结构系统、鉴定单元对应的结构安全性与使用性等级；
获取结构安全性鉴定等级评价结果和使用性鉴定等级评价结果，并根据预设规则获取结构可靠性鉴定等级，依据结果选取结构关键构件。
优选的，所述控制中心还包括图文显示模块和结构安全预警模块；
所述图文显示模块与所述数据处理模块相连，用于获取实时载荷数据，并将实时载荷数据进行图文显示；
所述就结构安全预警模块与所述数据处理模块相连，用于建立预警标准，划分预警等级，获取实时荷载数据，将所述实时荷载数据与预设容许值进行比较与判断，依照分级预警发出不同的预警信号，提示用户当前变形趋势存在危险。
优选的，所述发射/接收装置与所述监测模块之间通过RFID无线连接，用于接收所述控制命令和所述实时荷载数据，根据所述控制命令向所述监测模块发送配置信号和激励信号，并将所述实时荷载数据发送至所述控制中心，同时还用于获取休眠控制信号进入休眠状态。
优选的，所述发射/接收装置包括固定式与移动式。
优选的，每个所述监测模块均包括可配置天线模块、电源控制电路、传感器和低功耗微处理器；
所述可配置天线模块与所述发射/接收装置无线连接，用于接收所述发射/接收装置发送的配置信号和激励信号，并将所接收到的信号发送至所述电源控制电路；
所述电源控制电路与所述可配置天线模块相连，用于获取所述配置信号来配置工作模式，所述工作模式包括无源监测模式；还用于获取所述激励信号来完成供电；
在所述无源监测模式中，所述发射/接收装置持续发送所述激励信号，持续控制向所述传感器供电，并实时将所述传感器所采集到的数据通过所述可配置天线模块发送至所述控制中心或存储至所述发射/接收装置；
所述传感器至少包括一个，并均分别与所述电源控制电路相连，用于采集所在位置的结构健康信息数据；
所述低功耗处理器与所述电源控制电路相连，用于控制所述传感器进行数据的采集，获取所采集到的数据后发送至所述存储器中进行存储。
优选的，所述监测模块还包括无源传感芯片和信号调节电路；
所述无源传感芯片分别与所述可配置天线模块和所述电源控制电路相连，用于利用RFID通讯协议接收并发送信号，获取所述配置信号和所述激励信号，对所述配置信号进行识别，得到对应的工作模式配置命令，将相应的工作模式配置命令发送至所述电源控制电路，并对所述激励信号进行解调，将所述工作模式配置命令和解调后的所述激励信号发送至所述电源控制电路；
所述信号调节电路至少包括一个，每个所述信号调节电路均连接一个所述传感器，所述信号调节电路还均与所述低功耗处理器相连，用于控制所述传感器采集数据，获取传感器所采集到的数据后经过调制后发送至所述低功耗处理器。
优选的，所述传感器获取的荷载数据还包括：温度和应力应变。
优选的，所述低功耗处理器对调制后的所述实时荷载数据进行模数转换得到时域信号数据，对所述时域信号数据添加对应的自由度信息，包括测量点位置和方向，并对所述时域信号数据进行预处理，预处理包括：信号的重采样和低通滤波、删除指定通道、零均值化处理和功率谱计算，其中的谱参数包括：窗函数形式、重叠率和窗口长度。
一种钢结构厂房关键构件的变形监测评估方法，包括以下步骤：
S1.针对厂房结构进行安全性、使用性和可靠性评估，依据结构可靠性鉴定评价结果，提取结构关键构件，确定结构变形监测的实施对象；
S2.选取优化算法，通过优化算法获取监测点位和数目的全局最优解，并按照全局最优解进行监测点位的布设；
S3.按照按预设频率发送控制命令，根据控制命令采集钢结构厂房关键构件的实时荷载数据，根据实时荷载数据，实时计算监测点位的相对坐标，进行有限单元法的结构受力变形模拟。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种钢结构厂房关键构件的变形监测系统及其方法，本发明首先对厂房结构进行安全性、使用性和可靠性评估，依据结构可靠性鉴定评价结果，提取结构关键构件，再利用基于RFID技术的无源监测方法，在关键构件上布设“监测节点”，这些感知节点不需要供电，设置“发射/接收装置”采集频率，对各点位进行连续轮巡式监测采集，有效解决了现有的钢结构厂房关键构件变形监测系统中电池供电耐久性差等问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种钢结构厂房关键构件的变形监测系统的整体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种钢结构厂房关键构件的变形监测系统，如图1所示，包括控制中心、发射/接收装置和监测模块；其中，监测模块至少包括一个；
控制中心包括厂房构件重要性分析模块、监测点位确定模块、控制模块和数据处理模块；
厂房构件重要性分析模块，用于针对厂房结构进行安全性、使用性和可靠性评估，依据结构可靠性鉴定评价结果，提取结构关键构件，确定结构变形监测的实施对象；
监测点位确定模块，用于选取优化算法，通过优化算法获取监测点位和数目的全局最优解；
控制模块，用于按预设频率向发射/接收装置发送控制命令；
数据处理模块，用于获取监测模块监测到的实时荷载数据，根据实时荷载数据，实时计算监测点位的相对坐标，进行有限单元法的结构受力变形模拟；
发射/接收装置与控制中心相连，用于接收控制命令并发送至监测模块，同时实现监测模块与控制中心之间的数据传输；
监测模块与发射/接收装置之间通过RFID无线连接，用于根据控制命令采集钢结构厂房关键构件的实时荷载数据，并将所采集到的实时荷载数据发送至发射/接收装置。
在本实施例中：
利用现代化监测手段对钢结构厂房关键构件进行监测，依据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012、《建筑结构可靠性设计统一标准》(GB50068-2018)、《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010、《钢结构设计标准》GB 50017-2017，从“构件、结构系统、鉴定单元”三层次出发，逐级展开安全性、使用性、可靠性评估，依据可靠性鉴定结果，开展钢结构厂房关键构件结构监测；
结构系统的可靠性等级，应根据其安全性等级和使用性等级评定结果，按下列原则确定：当结构系统的使用性等级为一级或二级时，应按安全性等级确定；当结构系统的使用性等级为三级、安全性等级不低于二级时，宜评为三级；位于生产工艺流程重要区域的结构系统，可按安全性等级和使用性等级中的较低等级确定。对于安全性、使用性和可靠性等级较低的主要构件，视为关键构件，开展关键构件结构监测。
监测点位确定模块具体内容包括：
(1)确定变形监测中传感器的预期目标：
在含环境噪音影响的环境中，使用尽可能少的传感器获取尽可能多的信息；
监测数据应与结构模型建立一一对应的联系；
对构件中易损伤部位及重要部位有专门的数据采集；
结构参数识别应尽量准确；
具有良好的可视性和鲁棒性。
(2)遵循传感器优化布置准则：
识别误差最小准则：即从所有测点中选对目标振型贡献较大的测点，保证模态振型的线性无关性，优化Fisher信息矩阵，从而获取尽可能多的结构信息，当Fisher信息矩阵获得最大值时，系统参数识别误差最小；
模态应变能准则：模态应变能越大，结构响应越明显，传感器布置于这些自由度所在位置有利于参数识别；
模型缩减准则：将模型自由度分为主自由度和次自由度，将模型的约束方程代入动能或应变能方程进行迭代缩减，保留结构主自由度。将传感器布置在这些位置进行健康监测，能较好反映系统的低频模态；
插值拟合准则：利用有限测点的响应来构造未测量点的响应，即通过模型响应信息进行插值拟合计算，并将传感器布置在误差最小位置，实现较小的传感器获取尽可能多的结构信息；
模态保证准则：在进行传感器布置时尽量保证模态向量间获得较大夹角，避免结构因空间结构夹角过小而丢失重要模态；
模态置信准则：根据结构的模态振型矩阵，计算得到结构的模态置信度矩阵。基于模态可观测原则，选取模态置信矩阵中非对角元最大值作为评价标准，采用迭代的方法对传感器的布置方案进行优化。
(3)采用传感器优化布置方法：
传感器优化布置是一个组合优化问题，也即整数规划问题。设需要将m个传感器配置在n个可选位置上，共有种布设方案。优化算法的选择，直接关系到优化计算效率和可行性，现在传感器的布置方案有两类：一是凭经验布置，其方法是建立在有限元模型的基础上，凭经验来布设传感器。经验布置方法理论简单，但需要结构工程师有丰富的工程经验和理论分析能力，结构简单自由度少，凭借经验进行传感器布置，有一定的实用价值，但只能用于节点自由度较少的结构。但大跨度网格结构，构造复杂，自由度多，因此不适合采用经验法。二是采用一定的优化方法进行传感器位置和数目优化，达到在最少的时间内能找到全局最优解；其中获取全局最优解的方法包括：
序列法：可分为逐步累积法和逐步消去法。逐步累积法是采取传感器数目逐步累加的方法，在QR分解，在结构候选测点中不断选取加入优化配置中，直至满足传感器数目要求或精度要求；逐步消去法在模态试验中应用最广，它与逐步累积法相反，不断从剩余的传感器可选位置中去掉一个或多个对目标函数贡献最小或较小的可选位置，直到满足要求；
模态置信因子法：模态置信度MAC矩阵是评价模态向量空间交角的一个很好的工具，选择的测点位置应尽量使所有模态向量的内积取较小的余弦值，尽可能保留原模型的特性。通过检查各模态在量测自由度上形成的MAC阵的非对角元判断出相应两模态向量的交角状况，测点的布置应使MAC非对角元向最小化发展；
有效独立法：是用有限的传感器采集到尽可能多的模态反映信息，该算法需要对信息阵进行特征值分解或者计算矩阵逆，工作量较大；
随机类算法：包括了模拟退火算法、遗传算法、粒子群算法等智能算法，具有算法简单、参数少、搜索速度快、搜索精度高等特点，同时还具有良好的局部搜索和全局搜索能力。
为了进一步实施上述技术方案，厂房构件重要性分析模块中针对厂房结构进行结构安全性、使用性和可靠性评估的内容包括：
分别检测鉴定构件、结构系统、鉴定单元对应的结构安全性与使用性等级；
获取结构安全性鉴定等级评价结果和使用性鉴定等级评价结果，并根据预设规则获取结构可靠性鉴定等级，依据结果选取结构关键构件。
需要说明的是：
检测鉴定构件、结构系统、鉴定单元对应的结构安全性与使用性等级均依据《工业建筑可靠性鉴定标准》完成。
为了进一步实施上述技术方案，控制中心还包括图文显示模块和结构安全预警模块；
图文显示模块与数据处理模块相连，用于获取实时载荷数据，并将实时载荷数据进行图文显示；
就结构安全预警模块与数据处理模块相连，用于建立预警标准，划分预警等级，获取实时荷载数据，将实时荷载数据与预设容许值进行比较与判断，依照分级预警发出不同的预警信号，提示用户当前变形趋势存在危险。
为了进一步实施上述技术方案，发射/接收装置与监测模块之间通过RFID无线连接，用于接收控制命令和实时荷载数据，根据控制命令向监测模块发送配置信号和激励信号，并将实时荷载数据发送至控制中心，同时还用于获取休眠控制信号进入休眠状态。
为了进一步实施上述技术方案，发射/接收装置包括固定式与移动式。
在本实施例中，固定式设备通过将超高频采集仪固定于地面、廊道、屋面等需求位置，移动式设备采用手持发射式、无人机平台式、小车搭载式等多种形式，距离三到五米，实现结构的无线无源变形监测与检测。
为了进一步实施上述技术方案，每个监测模块均包括可配置天线模块、电源控制电路、传感器和低功耗微处理器；
可配置天线模块与发射/接收装置无线连接，用于接收发射/接收装置发送的配置信号和激励信号，并将所接收到的信号发送至电源控制电路；
电源控制电路与可配置天线模块相连，用于获取配置信号来配置工作模式，工作模式包括无源监测模式；还用于获取激励信号来完成供电；
在无源监测模式中，发射/接收装置持续发送激励信号，持续控制向传感器供电，并实时将传感器所采集到的数据通过可配置天线模块发送至控制中心或存储至发射/接收装置；
传感器至少包括一个，并均分别与电源控制电路相连，用于采集所在位置的结构健康信息数据；
低功耗处理器与电源控制电路相连，用于控制传感器进行数据的采集，获取所采集到的数据后发送至存储器中进行存储。
为了进一步实施上述技术方案，监测模块还包括无源传感芯片和信号调节电路；
无源传感芯片分别与可配置天线模块和电源控制电路相连，用于利用RFID通讯协议接收并发送信号，获取配置信号和激励信号，对配置信号进行识别，得到对应的工作模式配置命令，将相应的工作模式配置命令发送至电源控制电路，并对激励信号进行解调，将工作模式配置命令和解调后的激励信号发送至电源控制电路；
信号调节电路至少包括一个，每个信号调节电路均连接一个传感器，信号调节电路还均与低功耗处理器相连，用于控制传感器采集数据，获取传感器所采集到的数据后经过调制后发送至低功耗处理器。
在本实施例中，天线作为单个监测点位的可配置物，可根据实际监测需要进行安装，附加于监测单元上的无源芯片处，用于提高监测信号传递功率与接收效果。
为了进一步实施上述技术方案，传感器获取的荷载数据还包括：温度和应力应变。
为了进一步实施上述技术方案，低功耗处理器对调制后的实时荷载数据进行模数转换得到时域信号数据，对时域信号数据添加对应的自由度信息，包括测量点位置和方向，并对时域信号数据进行预处理，预处理包括：信号的重采样和低通滤波、删除指定通道、零均值化处理和功率谱计算，其中的谱参数包括：窗函数形式、重叠率和窗口长度。
一种钢结构厂房关键构件的变形监测评估方法，包括以下步骤：
S1.针对厂房结构进行安全性、使用性和可靠性评估，依据结构可靠性鉴定评价结果，提取结构关键构件，确定结构变形监测的实施对象；
S2.选取优化算法，通过优化算法获取监测点位和数目的全局最优解，并按照全局最优解进行监测点位的布设；
S3.按照按预设频率发送控制命令，根据控制命令采集钢结构厂房关键构件的实时荷载数据，根据实时荷载数据，实时计算监测点位的相对坐标，进行有限单元法的结构受力变形模拟。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种钢结构厂房关键构件的变形监测系统，其特征在于，包括控制中心、发射/接收装置和监测模块；其中，所述监测模块至少包括一个；
所述控制中心包括厂房构件重要性分析模块、监测点位确定模块、控制模块和数据处理模块；
所述厂房构件重要性分析模块，用于针对厂房钢结构进行安全性、使用性和可靠性评估，依据钢结构可靠性鉴定评价结果，提取钢结构关键构件，确定钢结构变形监测的实施对象；包括：分别检测鉴定构件、钢结构系统、鉴定单元对应的钢结构安全性与使用性等级；获取钢结构安全性鉴定等级评价结果和使用性鉴定等级评价结果，并根据预设规则获取钢结构可靠性鉴定等级，依据结果选取钢结构关键构件；对于安全性、使用性和可靠性等级较低的主要构件，视为关键构件，开展关键构件监测；
所述监测点位确定模块，用于选取优化算法，通过优化算法获取监测点位和数目的全局最优解；
所述控制模块，用于按预设频率向所述发射/接收装置发送控制命令；
所述数据处理模块，用于获取所述监测模块监测到的实时荷载数据，根据实时荷载数据，实时计算监测点位的相对坐标，进行有限单元法的钢结构受力变形模拟；
所述发射/接收装置与所述控制中心相连，用于接收所述控制命令并发送至所述监测模块，同时实现所述监测模块与所述控制中心之间的数据传输；
所述监测模块与所述发射/接收装置之间通过RFID无线连接，用于根据控制命令采集钢结构厂房关键构件的实时荷载数据，并将所采集到的所述实时荷载数据发送至所述发射/接收装置。
2.根据权利要求1所述的一种钢结构厂房关键构件的变形监测系统，其特征在于，所述控制中心还包括图文显示模块和结构安全预警模块；
所述图文显示模块与所述数据处理模块相连，用于获取实时载荷数据，并将实时载荷数据进行图文显示；
所述结构安全预警模块与所述数据处理模块相连，用于建立预警标准，划分预警等级，获取实时荷载数据，将所述实时荷载数据与预设容许值进行比较与判断，依照分级预警发出不同的预警信号，提示用户当前变形趋势存在危险。
3.根据权利要求1所述的一种钢结构厂房关键构件的变形监测系统，其特征在于，所述发射/接收装置与所述监测模块之间通过RFID无线连接，用于接收所述控制命令和所述实时荷载数据，根据所述控制命令向所述监测模块发送配置信号和激励信号，并将所述实时荷载数据发送至所述控制中心，同时还用于获取休眠控制信号进入休眠状态。
4.根据权利要求1所述的一种钢结构厂房关键构件的变形监测系统，其特征在于，所述发射/接收装置包括固定式与移动式。
5.根据权利要求1所述的一种钢结构厂房关键构件的变形监测系统，其特征在于，每个所述监测模块均包括可配置天线模块、电源控制电路、传感器和低功耗微处理器；
所述可配置天线模块与所述发射/接收装置无线连接，用于接收所述发射/接收装置发送的配置信号和激励信号，并将所接收到的信号发送至所述电源控制电路；
所述电源控制电路与所述可配置天线模块相连，用于获取所述配置信号来配置工作模式，所述工作模式包括无源监测模式；还用于获取所述激励信号来完成供电；
在所述无源监测模式中，所述发射/接收装置持续发送所述激励信号，持续控制向所述传感器供电，并实时将所述传感器所采集到的实时荷载数据通过所述可配置天线模块发送至所述控制中心或存储至所述发射/接收装置；
所述传感器至少包括一个，并均分别与所述电源控制电路相连，用于采集所在位置的钢结构健康信息数据；
所述低功耗处理器与所述电源控制电路相连，用于控制所述传感器进行实时荷载数据的采集，获取所采集到的实时荷载数据后发送至所述存储器中进行存储。
6.根据权利要求5所述的一种钢结构厂房关键构件的变形监测系统，其特征在于，所述监测模块还包括无源传感芯片和信号调节电路；
所述无源传感芯片分别与所述可配置天线模块和所述电源控制电路相连，用于利用RFID通讯协议接收并发送信号，获取所述配置信号和所述激励信号，对所述配置信号进行识别，得到对应的工作模式配置命令，将相应的工作模式配置命令发送至所述电源控制电路，并对所述激励信号进行解调，将所述工作模式配置命令和解调后的所述激励信号发送至所述电源控制电路；
所述信号调节电路至少包括一个，每个所述信号调节电路均连接一个所述传感器，所述信号调节电路还均与所述低功耗处理器相连，用于控制所述传感器采集实时荷载数据，获取传感器所采集到的实时荷载数据后经过调制后发送至所述低功耗处理器。
7.根据权利要求5所述的一种钢结构厂房关键构件的变形监测系统，其特征在于，所述传感器获取的实时荷载数据还包括：温度和应力应变。
8.根据权利要求5所述的一种钢结构厂房关键构件的变形监测系统，其特征在于，所述低功耗处理器对调制后的所述实时荷载数据进行模数转换得到时域信号数据，对所述时域信号数据添加对应的自由度信息，包括监测点位置和方向，并对所述时域信号数据进行预处理，预处理包括：信号的重采样和低通滤波、删除指定通道、零均值化处理和功率谱计算，其中的谱参数包括：窗函数形式、重叠率和窗口长度。
9.一种钢结构厂房关键构件的变形监测评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.针对厂房钢结构进行安全性、使用性和可靠性评估，依据钢结构可靠性鉴定评价结果，提取钢结构关键构件，确定钢结构变形监测的实施对象；包括：分别检测鉴定构件、钢结构系统、鉴定单元对应的钢结构安全性与使用性等级；获取钢结构安全性鉴定等级评价结果和使用性鉴定等级评价结果，并根据预设规则获取钢结构可靠性鉴定等级，依据结果选取钢结构关键构件；对于安全性、使用性和可靠性等级较低的主要构件，视为关键构件，开展关键构件监测；
S2.选取优化算法，通过优化算法获取监测点位和数目的全局最优解，并按照全局最优解进行监测点位的布设；
S3.按照按预设频率发送控制命令，根据控制命令采集钢结构厂房关键构件的实时荷载数据，根据实时荷载数据，实时计算监测点位的相对坐标，进行有限单元法的钢结构受力变形模拟。
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