CN214173449U - 一种基于物联网和大数据的桥梁健康监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉桥梁监测技术领域，公开了一种基于物联网和大数据的桥梁健康监测系统，包括多个监测点，所述多个监测点无线连接有中转装置，所述中转装置通过互联网连接有监控端，单个所述监测点包括拉线位移传感器、振动传感器、风向\风速测量装置、桥梁拉力传感器、应力传感器、第一控制处理单元和RF无线发射单元，所述拉线位移传感器、振动传感器、风向\风速测量装置、桥梁拉力传感器和应力传感器均与第一控制处理单元的输入端连接，所述第一控制处理单元的输出端与RF无线发射单元的输入端连接，所述中转装置包括RF无线接收单元、第二控制处理单元和4GDTU。本实用新型的网络传输的成本低，实用性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及桥梁监测技术领域，尤其涉及一种基于物联网和大数据的桥梁健康监测系统。
背景技术
作为交通系统的组成部分，桥梁在人类文明的发展和演化中起到了重要作用。随着现代科技的发展以及运输需求的不断增长，大型桥梁(如跨海大桥、大跨度桥梁等)越来越多的出现在人们的视野中，这些桥梁造价动辄几亿甚至几十亿元，在交通、军事和社会生活等方面有着重要的战略意义。然而，桥梁在建造和使用过程中，由于受到环境、有害物质的侵蚀，车辆、风、地震、疲劳、人为因素等作用，以及材料自身性能的不断退化，导致结构各部分在远没有达到设计年限前就产生不同程度的损伤和劣化。这些损伤如果不能及时得到检测和维修轻则影响行车安全和缩短桥梁使用寿命，重则导致桥梁突然破坏和倒塌。据统计，如今在美国近60万座桥梁中性能不足和有功能缺陷的占28.6％。美国每年桥梁投资90％用于更新维修旧桥，只有10％用于新建桥梁。我国现有公路桥5000余座，总长130万公里，1/3以上的桥梁都存在结构性缺陷、不同程度的损伤和功能性失效的隐患。近年来，我国陆续出现了多次重大桥梁事故。这些发生的事故与很多因素有关，但是缺乏有效的监测措施和必要的维修、养护措施是重要的原因之一。这些触目惊心的事故使得人们对现代桥梁的质量和寿命也逐渐关注起来。对桥梁结构进行质量检测和健康监测，已成为国内外学术界、工程界研究的热点。传统的桥梁检测在很大程度上依赖于管理者和技术人员的经验，缺乏科学系统的方法，往往对桥梁特别是大型桥梁的状况缺乏全面的把握和了解，信息得不到及时反馈。如果对桥梁的病害估计不足，就很可能失去养护的最佳时机，加快桥梁损坏的进程，缩短桥梁的服务寿命。如果对桥梁的病害估计过高，便会造成不必要的资金浪费，使得桥梁的承载能力不能充分发挥。
目前在各地的桥梁均没有适当的监测系统，大型的桥梁的监测系统又不适合比较偏远等地的一般的桥梁，所以就需要一种能适应各种桥梁监测的桥梁健康监测系统。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种基于物联网和大数据的桥梁健康监测系统，本实用新型通过安装在桥梁各个监测点的拉线位移传感器、振动传感器、风向\风速测量装置、桥梁拉力传感器、应力传感器对桥梁的最基本的信息进行监测获取，然后通过RF无线发射单元将信息发送到中转装置，通过中转装置将桥梁各个监测点的信息统一汇集通过4G DTU通过4G网络进行发送到监控端的服务器，监控端的服务器通过大数据平台，对每个桥梁的各个信息设置动态范围，当某个监测点的信息发生异常，则通过预警装置进行预警，方便工作人员及时的安排人员进行检修排查。本实用新型系统稳定，适用于各种不同的桥梁，并且本系统将整个桥梁的信息汇集在一起再发送，避免了传统的每个装置都需要配备网络传输模块的弊端，本实用新型的网络传输的成本低，实用性强。
本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题：
本实用新型的一种基于物联网和大数据的桥梁健康监测系统包括多个监测点，所述多个监测点无线连接有中转装置，所述中转装置通过互联网连接有监控端，单个所述监测点包括拉线位移传感器、振动传感器、风向\风速测量装置、桥梁拉力传感器、应力传感器、第一控制处理单元和RF无线发射单元，所述拉线位移传感器、振动传感器、风向\风速测量装置、桥梁拉力传感器和应力传感器均与第一控制处理单元的输入端连接，所述第一控制处理单元的输出端与RF无线发射单元的输入端连接，所述中转装置包括RF无线接收单元、第二控制处理单元和4G DTU，所述RF无线接收单元的输出端与所述第二控制处理单元的输入端连接，所述第二控制处理单元的输出端与所述4G DTU连接，所述监控端包括服务器，所述服务器连接有PC端和预警装置，所述4G DTU通过互联网与所述服务器连接。
进一步，所述第一控制处理单元与第二控制处理单元均采用80C51系列单片机，所述4G DTU采用KB8010型4G DTU，所述拉线位移传感器采用MT40S型拉线位移传感器。
进一步，所述振动传感器采用SE970型振动传感器，所述桥梁拉力传感器采用QLZ-10型拉力传感器，所述应力传感器采用YP-S-30-01型应力传感器。
进一步，RF无线发射单元与RF无线接收单元采用CMT2380F32型相匹配的发射接收单元。
进一步，所述预警装置为语音预警扬声器。
本实用新型的有益效果：通过安装在桥梁各个监测点的拉线位移传感器、振动传感器、风向\风速测量装置、桥梁拉力传感器、应力传感器对桥梁的最基本的信息进行监测获取，然后通过RF无线发射单元将信息发送到中转装置，通过中转装置将桥梁各个监测点的信息统一汇集通过4G DTU通过4G网络进行发送到监控端的服务器，监控端的服务器通过大数据平台，对每个桥梁的各个信息设置动态范围，当某个监测点的信息发生异常，则通过预警装置进行预警，方便工作人员及时的安排人员进行检修排查。本实用新型系统稳定，适用于各种不同的桥梁，并且本系统将整个桥梁的信息汇集在一起再发送，避免了传统的每个装置都需要配备网络传输模块的弊端，本实用新型的网络传输的成本低，实用性强。
附图说明
图1是本实用新型的系统结构示意图；
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明：
如图1所示，本实用新型的一种基于物联网和大数据的桥梁健康监测系统包括多个监测点，所述多个监测点无线连接有中转装置，所述中转装置通过互联网连接有监控端，单个所述监测点包括拉线位移传感器、振动传感器、风向\风速测量装置、桥梁拉力传感器、应力传感器、第一控制处理单元和RF无线发射单元，所述拉线位移传感器、振动传感器、风向\风速测量装置、桥梁拉力传感器和应力传感器均与第一控制处理单元的输入端连接，所述第一控制处理单元的输出端与 RF无线发射单元的输入端连接，所述中转装置包括RF无线接收单元、第二控制处理单元和4G DTU，所述RF无线接收单元的输出端与所述第二控制处理单元的输入端连接，所述第二控制处理单元的输出端与所述4G DTU连接，所述监控端包括服务器，所述服务器连接有PC端和预警装置，所述4G DTU通过互联网与所述服务器连接。
本实施例中，所述第一控制处理单元与第二控制处理单元均采用80C51系列单片机，所述4G DTU采用KB8010型4G DTU，所述拉线位移传感器采用MT40S型拉线位移传感器。
本实施例中，所述振动传感器采用SE970型振动传感器，所述桥梁拉力传感器采用QLZ-10型拉力传感器，所述应力传感器采用YP-S-30-01型应力传感器。
本实施例中，RF无线发射单元与RF无线接收单元采用CMT2380F32型相匹配的发射接收单元。
本实施例中，所述预警装置为语音预警扬声器。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
Claims (5)
1.一种基于物联网和大数据的桥梁健康监测系统，其特征在于：包括多个监测点，所述多个监测点无线连接有中转装置，所述中转装置通过互联网连接有监控端，单个所述监测点包括拉线位移传感器、振动传感器、风向\风速测量装置、桥梁拉力传感器、应力传感器、第一控制处理单元和RF无线发射单元，所述拉线位移传感器、振动传感器、风向\风速测量装置、桥梁拉力传感器和应力传感器均与第一控制处理单元的输入端连接，所述第一控制处理单元的输出端与RF无线发射单元的输入端连接，所述中转装置包括RF无线接收单元、第二控制处理单元和4GDTU，所述RF无线接收单元的输出端与所述第二控制处理单元的输入端连接，所述第二控制处理单元的输出端与所述4GDTU连接，所述监控端包括服务器，所述服务器连接有PC端和预警装置，所述4GDTU通过互联网与所述服务器连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网和大数据的桥梁健康监测系统，其特征在于：所述第一控制处理单元与第二控制处理单元均采用80C51系列单片机，所述4GDTU采用KB8010型4GDTU，所述拉线位移传感器采用MT40S型拉线位移传感器。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网和大数据的桥梁健康监测系统，其特征在于：所述振动传感器采用SE970型振动传感器，所述桥梁拉力传感器采用QLZ-10型拉力传感器，所述应力传感器采用YP-S-30-01型应力传感器。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网和大数据的桥梁健康监测系统，其特征在于：RF无线发射单元与RF无线接收单元采用CMT2380F32型相匹配的发射接收单元。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网和大数据的桥梁健康监测系统，其特征在于：所述预警装置为语音预警扬声器。
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Cited By (2)
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| CN114511129A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-05-17 | 北京中关村智连安全科学研究院有限公司 | 一种桥梁安全状态预警方法及系统 |
| CN115406972A (zh) * | 2022-09-16 | 2022-11-29 | 山东省公路桥梁检测中心有限公司 | 一种基于物联网和大数据的桥梁桩基检测系统 |
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