CN204596106U - 一种桥墩安全监测无线传感器网络系统 - Google Patents

Abstract

一种桥墩安全监测无线传感器网络系统，包括传感器、数据处理器、无线收发器、无线中继器、主控报警机和手机；传感器、数据处理器、无线收发器安装在被监测的桥墩上，称为前端设备，传感器用于识别距离桥墩S米附近有无船只，当桥墩S米附近出现船只时，发出报警信号；所述数据处理器与至少1个传感器连接，用于接收传感器发出的信号和无线收发器的命令；所述无线收发器和数据处理器相连，用于发射数据处理器的数据包和接收无线中继器的命令；所述无线中继器用于接收无线收发器发出的数据包和接收主控报警机的命令。本实用新型中桥梁防护人员可以在值班室内第一时间知道事故发生，方便事故处理和预防更严重的事故发生。

Description

一种桥墩安全监测无线传感器网络系统

技术领域

本实用新型涉及智能输送设备技术领域，具体涉及一种桥墩安全监测无线传感器网络系统。

背景技术

船舶与桥墩防撞系统碰撞是船体和桥墩防撞系统结构在很短的时间内、在巨大撞击载荷作用下的一种复杂的非线性动态响应历程,不仅涉及到船舶自身的运动及变形,还包括了桥墩及防撞系统的位移及变形。船桥碰撞往往会造成桥损、船沉、人亡、货物泄露和水路运输干线长期中断等严重后果。

如中国专利CN102465495A(专利号201010567552)，公开了一种桥梁的桥墩及防撞墩的防护装置，该装置是由一些杆件彼此联接而成的几何形状不变的珩架结构的防护构架，该构架套在桥梁桥墩或防撞墩的外围，构架的外侧设置防撞垫，构架的内圈设置缓冲消能装置，构架内设置储气筒，将消能水力缸或油缸用管路与液压站联成防护系统，再将消能缸按照平衡汇交力系布局于桥墩或防撞墩周围，建立消能安全防护系统；同样，桥梁非航道桥墩的防护栏是由一些杆件彼此联接而成的几何形状不变的珩架结构的防护构架，构架内设置储气筒，构架上系挂重力锚，构架相继连接成防护栏。与现有技术相比，大幅减少材料、减少成本、增强桥墩的抗冲击能力，有效地吸收肇事船舶的动能，达到对桥墩的安全保护作用。

如中国专利CN103696360A(专利号201310738010)，公开了一种桥墩防撞装置，包括L型套管，L型套管竖直的一段与桥墩固定在一起，L型套管水平段依次按水平方向紧密连接有弹性的橡胶圈和直管，弹簧贯通整个L型套管水平段、橡胶圈和直管的内部并且两端分别固定于桥墩和直管内，L型套管、橡胶圈和直管内部空间充满液压油，L型套管竖直段内部的压油液面之上放置质量块。L形套管横断面为矩形或圆形，两端开口，材料为不锈钢。质量块由密度大的固体材料制成。质量块为石材或混凝土。直管一端开口，另一端封闭，在撞击过程中可高耗能、并且能够重复利用。

以上设计结构在桥墩防护的时候施工量大，消耗物资高，施工过程可能会对桥墩主体结构造成损坏，桥墩被碰撞以后桥梁防护人员无法及时得知碰撞消息，不能及时作出新的风险评估。

本实用新型结构简单，安装过程方便，在船只距离桥墩近或碰撞桥墩时提醒桥梁防护人员，以便于桥梁防护人员及时勘测桥墩的损坏程度。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种结构简单，设计合理，安全性能高的桥梁安全监测报警系统。

本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种桥墩安全监测无线传感器网络系统，包括传感器、数据处理器、无线收发器、无线中继器、主控报警机和手机；所述传感器、数据处理器、无线收发器安装在被监测的桥墩上，称为前端设备，构成前端机群；无线中继器为可选件，为中继机群，当无线收发器和主控报警机之间的距离过远，不能直接通讯时，将无线中继器安装在无线收发器和主控报警机之间；主控报警机安装在值班室内，构成终端机群，手机由工作人员随身携带，构成用户群；

每个传感器都有唯一的编号，传感器至少可以探测船只是否进入警戒区域，并将探测信号传给数据处理器，传感器也可以接收数据处理器发来的命令，调整传感器的灵敏度、探测距离、报警门限、通讯参数等。

数据处理器可以和一至多个传感器进行通讯，至少可以接收传感器信号并处理，判断出是否有船只进入警戒区域，将报警信号或报警恢复信号通过无线收发器发出。数据处理器也可以处理无线收发器收到的命令。如果是调整传感器参数的命令，则转换成传感器可以识别的命令并输出给传感器；如果是系统诊断命令，则将当前状态(例如：电源电压、是否报警、传感器数据等)输出给无线收发模块发送。数据处理器可以控制无线收发器的工作方式，比如发送方式、接收方式、节电方式等。

每个无线收发器都有唯一的编号，无线收发器在数据处理器的控制下，通过无线方式发送数据处理器要求发送的数据、接收无线数据并输出给数据处理器。

所述主控报警机至少由无线收发模块、数据处理模块、按键、显示模块、声音报警模块组成；也可以配置短信模块。主控报警机接收到无线报警信号发出声音报警、并显示报警的桥墩位置。还可以用短信的方式将报警信息发送给若干部手机。主控报警机可以通过按键，配合显示器用于设置系统的配置情况、手机号码等。

主控报警机也可以接收指定手机通过短信发来的命令，远程设置系统的配置情况和接收短信的手机号码。如果短信发来的命令是对某个前端设备进行设置或需要读取某个前端的状态，则主控报警机将该命令处理成前端设备可以识别的命令，用无线方式发射出去。

无线中继器，本质上是一个无线延长器，接收本系统的无线信号并转发出去；手机，是可选件；能够接收和发送短信。

本实用新型的有益效果是：

1)无需对原有桥墩进行改造，工程量小，方便安装。

2)桥梁防护人员可以在值班室内第一时间知道事故发生，方便事故处理和预防更严重的事故发生。

3)数据传输主要采取无线传输方式，传输接收方便，传输稳定。

4)本系统由前端设备、无线中继器、主控报警机和手机组网而成，可以方便地增减网络节点的数量，适用于不同类型的桥梁。

附图说明

图1为本实用新型前端设备示意图；

图2位本实用新型系统集成示意图

图3为本实用新型系统安装示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

如图1、图2所示，一种桥墩安全监测无线传感器网络系统，包括传感器、数据处理器、无线收发器、无线中继器、主控报警机和手机。传感器、数据处理器、无线收发器安装在被监测的桥墩上，称为前端设备。传感器采用雷达传感器，雷达传感器安装在支架上，支架伸出桥墩侧面1米左右距离，支架安装在桥墩的墩面上，每个墩面安装一个支架，雷达探测距离桥墩2米附近有无船只，当桥墩2米附近出现船只时，发出报警信号。传感器也可以接收数据处理器发来的命令，调整传感器的灵敏度、探测距离、报警门限、通讯参数等。

数据处理器主要由单片机处理模块构成，单片机处理模块由MSP430及外围电路构成，以有线的传输方式接收前端传感器发出的信号，单片机模块将传感器编号、时间、桥墩号等信息进行处理、存储并发送给无线收发器。数据处理器可以控制无线收发器的工作方式，比如发送方式、接收方式、节电方式等。数据处理器及时将船只进入和退出警戒区域的信息通过无线收发器发出。数据处理器也可以处理无线收发器收到的命令。单片机处理模块由MSP430及外围电路构成。

每个无线收发器都有唯一的编号，无线收发器在数据处理器的控制下，通过无线方式发送数据处理器要求发送的数据、接收无线数据并输出给数据处理器；无线收发器由SI4463模块及周围电路构成。

无线中继器可以延长信号传输距离，当前端设备离报警机很远的时候，前端设备和报警机之间可以安装若干无线中继器；无线中继器由无线收发模块和单片机处理模块构成，无线收发模块接收无线收发器或无线中继器发出的数据包，单片机处理模块处理，同时再控制无线收发模块将报警信号发射出去，单片机处理模块由MSP430及外围电路构成，无线收发模块由SI4463模块及周围电路构成。

主控报警机，由无线收发模块、数据处理模块、按键、显示模块、声音报警模块和短信模块组成。主控报警机接收到无线报警信号发出声音报警、并显示报警的桥墩位置。还可以用短信的方式将报警信息发送给若干部手机。主控报警机可以通过按键，配合显示器用于设置系统的配置情况、手机号码等。主控报警机也可以接收指定手机通过短信发来的命令，远程设置系统的配置情况和接收短信的手机号码。如果短信发来的命令是对某个前端设备进行设置或需要读取某个前端的状态，则主控报警机将该命令处理成前端设备可以识别的命令，用无线方式发射出去。数据处理模块由MSP430及外围电路构成，无线发射模块由SI4463模块及周围电路构成，短信模块由TC35模块电路构成。

图3是在某一桥梁上安装的本系统示意图。桥墩3和桥墩4之间、桥墩4和桥墩5之间为航道，桥墩3、桥墩4和桥墩5是被碰撞可能性较大的桥墩，因而在这三个桥墩上安装了前端设备。2台主控报警机安装在大桥两端的值班室内，主控报警机内输入了值班员和值班领导的手机号码。根据现场的实际通讯环境，在桥墩2和桥墩6各安装了1台无线中继器。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种桥墩安全监测无线传感器网络系统，其特征在于：包括传感器、数据处理器、无线收发器、无线中继器、主控报警机和手机，所述传感器、数据处理器、无线收发器安装在被监测的桥墩上，称为前端设备；所述无线中继器为可选件，当无线收发器和主控报警机之间的距离过远，不能直接通讯时，将无线中继器安装在无线收发器和主控报警机之间；所述主控报警机安装在值班室内，所述手机由工作人员随身携带。

2.根据权利要求1所述的一种桥墩安全监测无线传感器网络系统，其特征在于：每个传感器都有唯一的编号，传感器至少可以探测船只是否进入警戒区域，并将探测信号传给数据处理器；传感器也可以接收数据处理器发来的命令，调整传感器的灵敏度、探测距离、报警门限、通讯参数。

3.根据权利要求1所述的一种桥墩安全监测无线传感器网络系统，其特征在于：所述数据处理器可以和一至多个传感器进行通讯，至少可以接收传感器信号并处理，判断出是否有船只进入警戒区域，将报警信号或报警恢复信号通过无线收发器发出；所述数据处理器也可以处理无线收发器收到的命令。

4.根据权利要求1所述的一种桥墩安全监测无线传感器网络系统，其特征在于：每个无线收发器都有唯一的编号，无线收发器在数据处理器的控制下，通过无线方式发送数据处理器要求发送的数据或接收无线数据并输出给数据处理器。

5.根据权利要求1所述的一种桥墩安全监测无线传感器网络系统，其特征在于：所述的主控报警机至少由无线收发模块、数据处理模块、按键和显示模块、声音报警模块组成；主控报警机接收到无线报警信号发出声音报警、并显示报警的桥墩位置；主控报警机可以通过按键，配合显示器用于设置系统的配置情况、手机号码。

6.根据权利要求5所述的一种桥墩安全监测无线传感器网络系统，其特征在于：所述的主控报警机可以配置短信模块，可以用短信的方式将报警信息发送给若干部手机，也可以接收和处理手机通过短信发来的命令。