；(5) SR-RP-Sl型光纖光柵位移傳感器，用于監(jiān)測(cè)橋梁塔基沉降以及位移。
[0029]整個(gè)系統(tǒng)分為橋梁監(jiān)測(cè)中心(上位機(jī))、數(shù)據(jù)匯聚中心(數(shù)據(jù)光電信號(hào)匯聚器)和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)三級(jí)結(jié)構(gòu)。監(jiān)測(cè)中心通過(guò)因特網(wǎng)與數(shù)據(jù)匯聚器進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互，數(shù)據(jù)匯聚器通過(guò)利用現(xiàn)場(chǎng)總線RS485網(wǎng)絡(luò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。監(jiān)測(cè)中心不能直接對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行訪問(wèn)，所有的遠(yuǎn)程采集數(shù)據(jù)命令必須通過(guò)數(shù)據(jù)匯聚器進(jìn)行解析后轉(zhuǎn)發(fā)給下面的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)由兩部分組成，即傳感器、數(shù)字模塊。傳感器主要負(fù)責(zé)將橋梁現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)物理信號(hào)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的光電信號(hào)；數(shù)字模塊用于將多通道的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。數(shù)據(jù)模塊將數(shù)字信號(hào)通過(guò)RS485總線傳送給數(shù)據(jù)匯聚器。
[0030]參見(jiàn)圖1，分布式的系統(tǒng)將功能進(jìn)行了分化，引入了現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集層，數(shù)據(jù)采集層承擔(dān)了模擬量的測(cè)量、AD轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)及數(shù)據(jù)通訊功能。綜合管理層只需要從數(shù)據(jù)采集層獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行分析管理，大大簡(jiǎn)化了監(jiān)測(cè)層的軟件設(shè)計(jì)?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備將數(shù)據(jù)傳給數(shù)據(jù)采集層，從而縮短了模擬量傳輸長(zhǎng)度。數(shù)據(jù)采集層與監(jiān)測(cè)層之間采用網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)據(jù)傳輸。這樣的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上層次分明，單點(diǎn)發(fā)生故障不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，具有較高的可靠性和穩(wěn)定性。
[0031]由于分布式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)其最大的優(yōu)勢(shì)在于其擴(kuò)充性很強(qiáng)，能夠非常便捷和靈活的向網(wǎng)絡(luò)中添加設(shè)備或應(yīng)用系統(tǒng)，當(dāng)某個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)或設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)并不會(huì)影響其他系統(tǒng)的正常運(yùn)行等優(yōu)勢(shì)，本系統(tǒng)從整體上采用分布式的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
[0032]整個(gè)系統(tǒng)分為橋梁監(jiān)測(cè)中心(上位機(jī))、數(shù)據(jù)匯聚中心(數(shù)據(jù)光電信號(hào)匯聚器)和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)三級(jí)結(jié)構(gòu)。監(jiān)測(cè)中心通過(guò)因特網(wǎng)與數(shù)據(jù)匯聚器進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互，數(shù)據(jù)匯聚器通過(guò)利用現(xiàn)場(chǎng)總線RS485網(wǎng)絡(luò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。監(jiān)測(cè)中心不能直接對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行訪問(wèn)，所有的遠(yuǎn)程采集數(shù)據(jù)命令必須通過(guò)數(shù)據(jù)匯聚器進(jìn)行解析后轉(zhuǎn)發(fā)給下面的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)由兩部分組成，即傳感器、數(shù)字模塊。傳感器主要負(fù)責(zé)將橋梁現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)物理信號(hào)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的光電信號(hào)；數(shù)字模塊用于將多通道的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。數(shù)據(jù)模塊將數(shù)字信號(hào)通過(guò)RS485總線傳送給數(shù)據(jù)匯聚器。
[0033]數(shù)據(jù)匯聚器的主要任務(wù)時(shí)通過(guò)RS485總線對(duì)數(shù)字模塊所發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的接收，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行短期的存儲(chǔ)，同時(shí)響應(yīng)上位機(jī)的服務(wù)請(qǐng)求。因此數(shù)據(jù)匯聚器是整個(gè)橋梁安全遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸中心。為了保證系統(tǒng)的可靠性，硬件的微處理器采用工業(yè)級(jí)ARM9芯片。
[0034]參見(jiàn)圖2，ARM9核心系統(tǒng)出了包含處理器之外，還有SDRAM、NAND FLASH等。以太網(wǎng)芯片用來(lái)實(shí)現(xiàn)與局域網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)的通信。為數(shù)據(jù)的收集配置了SD卡接口，在一般情況下收集的數(shù)據(jù)可以存放在NAND FLASH中，但如果需要大量長(zhǎng)期的數(shù)據(jù)存放，可以將數(shù)據(jù)存放在SD卡中。簡(jiǎn)單的按鍵及液晶，用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)匯聚器的網(wǎng)絡(luò)以及端口等參數(shù)的配置操作，在設(shè)備的安裝或調(diào)試以及現(xiàn)場(chǎng)重新布置時(shí)會(huì)非常方便。由于ARM9處理器自身提供的串口是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，通過(guò)采用外加擴(kuò)展芯片來(lái)完成UART功能接口的擴(kuò)展，可將串口接口擴(kuò)展至16個(gè)或更多。
[0035]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種橋梁安全健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括傳感器組、數(shù)字模塊組、通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)字模塊組進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)匯聚器和通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)匯聚器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的監(jiān)控中心，所述數(shù)字模塊組與數(shù)據(jù)匯聚器相連接，所述數(shù)據(jù)匯聚器與監(jiān)控中心相連接； 所述傳感器組包括η個(gè)傳感器，所述數(shù)字模塊組包括η個(gè)數(shù)字模塊，每個(gè)所述傳感器的輸出端與對(duì)應(yīng)的數(shù)字模塊的輸入端相連接，其中η為正整數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁安全健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器組包括用來(lái)監(jiān)測(cè)橋梁所受風(fēng)力的風(fēng)速風(fēng)向儀、用于測(cè)量橋梁應(yīng)力的光纖光柵應(yīng)變傳感器、用于測(cè)量橋梁局部溫度的光纖光柵溫度傳感器、用于測(cè)量橋梁震動(dòng)量的加速度傳感器、用于監(jiān)測(cè)橋梁塔基沉降以及位移的光纖光柵位移傳感器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橋梁安全健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)速風(fēng)向儀具體采用的是WA15型風(fēng)速風(fēng)向儀。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橋梁安全健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖光柵應(yīng)變傳感器采用的是GSYC-TI型的光纖光柵應(yīng)變傳感器。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橋梁安全健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖光柵溫度傳感器采用的是GSWC-TI型的光纖光柵溫度傳感器。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橋梁安全健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述加速度傳感器采用的是ServoK-Beam8330A型伺服式加速度傳感器。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橋梁安全健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖光柵位移傳感器采用的是SR-RP-Sl型光纖光柵位移傳感器。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁安全健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)匯聚器的核心芯片為ARM9。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種橋梁安全健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括用于對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的傳感器組、用于將多通道模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)數(shù)字信號(hào)的數(shù)字模塊組、通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)字模塊組進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)匯聚器和通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)匯聚器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的監(jiān)控中心，所述數(shù)字模塊組與數(shù)據(jù)匯聚器相連接，所述數(shù)據(jù)匯聚器與監(jiān)控中心相連接；所述傳感器組包括n個(gè)傳感器，所述數(shù)字模塊組包括n個(gè)數(shù)字模塊，每個(gè)所述傳感器的輸出端與對(duì)應(yīng)的數(shù)字模塊的輸入端相連接，其中n為正整數(shù)。本實(shí)用新型提高了橋梁監(jiān)測(cè)的安全性，具有較高的可靠性和可用性。
【IPC分類(lèi)】G01D21/02, G08C17/02
【公開(kāi)號(hào)】CN205317250
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201620040138
【發(fā)明人】王其, 盧祎靈, 蔣平, 李嚴(yán), 盧曉東, 顧培培, 程致遠(yuǎn)
【申請(qǐng)人】南京信息工程大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2016年1月15日