CN202870574U

CN202870574U - 基于无线传感和云计算的桥梁环境状况信息实时采集系统

Info

Publication number: CN202870574U
Application number: CN2012204385974U
Authority: CN
Inventors: 魏亚东; 李康
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-08-31
Filing date: 2012-08-31
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2022-08-31

Abstract

本实用新型公开了一种基于无线传感和云计算的桥梁环境状况信息实时采集系统，包括云计算平台、汇聚节点、网关、路由节点和传感器节点，所述汇聚节点与网关之间采用有线通信连接，所述网关与云计算平台通过有线通信连接，所述传感器节点和汇聚节点之间采用无线多跳组网方式进行通信连接。本实用新型具有自组织、自治、自适应等智能系统的特点。

Description

基于无线传感和云计算的桥梁环境状况信息实时采集系统

技术领域

本实用新型涉及一种智能桥梁系统，具体说，涉及一种基于无线传感和云计算的桥梁环境状况信息实时采集系统。

背景技术

桥梁环境状况信息实时采集系统是智能交通管理的重要组成部分。桥梁的环境状况信息包括有：桥梁裂纹、桥梁支撑、桥梁积水状况，桥梁可能出现的塌方或滑坡状况，以及雨、雪、雾等天气对桥梁的影响以及交通情况等。将这些桥梁环境状况信息的实时采集到监控中心成为交通管理的依据，这对于桥梁的畅通及其上行驶车辆的安全有着重大现实意义。但面对日益广泛密集的公路网，如采用传统的有线传输信息采集系统，则由于其网络建设成本高、维护困难、灵活性低，很难大范围实施和推广。

近年，有人提出利用移动电话的蜂窝网来建立桥梁环境状况信息实时采集系统，这种系统在运行时必须要租用运营商的网络，使运行成本非常高，实际使用价值不大。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于无线传感和云计算的桥梁环境状况信息实时采集系统，具有自组织、自治、自适应等智能系统的特点。

本实用新型的技术方案如下：

一种基于无线传感和云计算的桥梁环境状况信息实时采集系统，包括云计算平台、汇聚节点、网关、路由节点和传感器节点，所述汇聚节点与网关之间采用有线通信连接，所述网关与云计算平台通过有线通信连接，所述传感器节点和汇聚节点之间采用无线多跳组网方式进行通信连接。

进一步：所述汇聚节点与网关之间采用RS-232通信协议的短距离有线通信连接，所述网关与监控中心的云计算平台通过Internet网或电缆进行有线通信连接。

进一步：所述传感器节点中包括桥基监测传感器节点、桥梁状况监测传感器节点、积水监测传感器节点、能见度监测传感器节点、风速监测传感器节点或者车流量监测传感器节点。

进一步：所述传感器节点包括无线传感器、射频模块、微控制器和电源，所述传感器、射频模块和电源分别与所述微控制器的对应端口连接。

进一步：所述桥基监测传感器节点安置在松软地基的地段，采用地面坚实度传感器；所述桥梁状况监测传感器节点安置在桥梁中，采用加速度或振动传感器；所述积水监测传感器节点安置在地势低洼处，采用水位传感器；所述能见度监测传感器节点、风速监测传感器节点和车流量监测传感器节点设置在该桥梁上。

进一步：所述路由节点包括射频模块、微控制器和电源，所述射频模块和电源分别与微控制器的对应端口相连接。

本实用新型的技术效果如下：

1、本实用新型中，采用无线传感器网络的无线多跳通信方式，能适应网络动态变化，具有自组织、自治、自适应等智能系统的特点，每个节点既具有传感器功能，又具有路由功能；

2、本实用新型中，节点的冗余布设使系统具有高可靠性；

3、整个无线传感网络能与云计算平台对接，便于数据共享和交互；

4、本实用新型中，系统建设成本较低，安装和维护方便，可以人范围的实施推广，有实际应用价值；

5、本实用新型能适应野外无人值守、无通信线路、无市电供电的实时监测需要。具有安装维护方便灵活，运行成本低，可大范围实施推广；

6、本实用新型利用大量廉价的具有通信与计算能力的微小传感器节点密集布设在无人值守的监控区域而构成的智能自治测控网络系统。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构图。

具体实施方式

本实用新型中，基于无线传感和云计算的桥梁环境状况信息实时采集系统的结构包括云计算平台、汇聚节点、网关、路由节点、传感器节点，所述汇聚节点与网关之间采用有线通信连接，网关与监控中心的云计算平台通过Internet网或专用网进行有线通信连接，传感器节点和汇聚节点之间采用无线多跳组网方式进行通信连接，构成一个自组织的无线传感器网络。

下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，是本实用新型的系统结构图。本实施例是设置在桥梁状况信息采集系统，结构包括云计算平台、汇聚节点、网关、路由节点、传感器节点，其中，汇聚节点与网关之间采用RS-232通信协议的短距离有线通信连接，网关与监控中心的云计算平台通过Internet网或电缆进行有线通信连接，传感器节点、路由节点和汇聚节点采用无线多跳组网方式通信连接，构成一个自组织的无线传感器网络。

本实施例中，汇聚节点和网关安装在收费站、加油站或休息区等具有交流供电、能有线接入Internet网或专用网的场所。

传感器节点中包含桥基监测传感器节点、桥梁状况监测传感器节点、积水监测传感器节点、能见度监测传感器节点、风速监测传感器节点和车流量监测传感器节点。传感器节点安置在所述桥梁的对应检测点上，其中，桥基监测传感器节点安置在松软地基的地段，采用地面坚实度传感器；桥梁状况监测传感器节点安置在桥梁中，采用加速度或振动传感器；积水监测传感器节点安置在地势低洼处，采用水位传感器；能见度监测传感器节点、风速监测传感器节点和车流量监测传感器节点均布在该桥梁上。传感器节点由无线传感器、射频模块、微控制器、电源组成，传感器、射频模块和电源分别与微控制器的对应端口连接。传感器节点具有路由功能，传感器节点和纯路由节点多跳组网，通过无线信道向汇聚节点传递桥梁环境状况信息。

路由节点由射频模块、微控制器、电源组成，射频模块和电源分别与微控制器的对应端口连接。它与传感器节点的区别仅仅在于无传感器。节点的通信距离50-1000米可控，将传感器节点布置在适当的位置，再加入大量的纯路由节点，保持足够的冗余。在部分存在对通信有影响的物体的路段，需进一步加大节点密度。

本实用新型中，桥梁状况监测传感器节点、积水监测传感器节点采用无线传感节点，使用tinyos操作系统中时间驱动和事件驱动相结合的数据采集模式；能见度监测传感器节点、风速监测传感器节点和车流量监测传感器节点采用时间驱动的数据采集模式。桥梁状况监测传感器节点的数据采集周期为3分钟；积水监测传感器节点的积水数据采集周期为2分钟；能见度监测传感器节点的能见度状况监测的数据采集周期为10分钟；车流量监测传感器节点的车流量监测的数据采集周期为1分钟。

本系统工作时，传感器节点定时采集到桥梁环境信息，通过无线传感器向汇聚节点上报桥梁环境状况信息，汇聚节点通过RS-232连接将桥梁环境状况信息送至网关，网关再利用Internet网与云计算平台连接，云计算平台收集桥梁环境状况信息，使用云计算平台的专家利用网络管理软件对信息进行处理。

Claims

1.一种基于无线传感和云计算的桥梁环境状况信息实时采集系统，其特征在于：包括云计算平台、汇聚节点、网关、路由节点和传感器节点，所述汇聚节点与网关之间采用有线通信连接，所述网关与云计算平台通过有线通信连接，所述传感器节点和汇聚节点之间采用无线多跳组网方式进行通信连接。

2.如权利要求1所述的基于无线传感和云计算的桥梁环境状况信息实时采集系统，其特征在于：所述汇聚节点与网关之间采用RS-232通信协议的短距离有线通信连接，所述网关与监控中心的云计算平台通过Internet网或电缆进行有线通信连接。

3.如权利要求1所述的基于无线传感和云计算的桥梁环境状况信息实时采集系统，其特征在于：所述传感器节点中包括桥基监测传感器节点、桥梁状况监测传感器节点、积水监测传感器节点、能见度监测传感器节点、风速监测传感器节点或者车流量监测传感器节点。

4.如权利要求1或者3所述的基于无线传感和云计算的桥梁环境状况信息实时采集系统，其特征在于：所述传感器节点包括无线传感器、射频模块、微控制器和电源，所述传感器、射频模块和电源分别与所述微控制器的对应端口连接。

5.如权利要求3所述的基于无线传感和云计算的桥梁环境状况信息实时采集系统，其特征在于：所述桥基监测传感器节点安置在松软地基的地段，采用地面坚实度传感器；所述桥梁状况监测传感器节点安置在桥梁中，采用加速度或振动传感器；所述积水监测传感器节点安置在地势低洼处，采用水位传感器；所述能见度监测传感器节点、风速监测传感器节点和车流量监测传感器节点设置在该桥梁上。

6.如权利要求1所述的基于无线传感和云计算的桥梁环境状况信息实时采集系统，其特征在于：所述路由节点包括射频模块、微控制器和电源，所述射频模块和电源分别与微控制器的对应端口相连接。