本實(shí)用新型涉及一種基于RFID的橋梁工程構(gòu)件定位識(shí)別巡檢系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在工程上，橋梁的日常檢查至關(guān)重要，由于橋梁的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工程構(gòu)件較多，巡檢人員常常無法正確的找到需要檢查和維護(hù)的工程構(gòu)件，傳統(tǒng)的GPS系統(tǒng)由于精度不夠，只能通過其找到橋梁所在位置，但就橋上的具體某一個(gè)工程構(gòu)件的位置無法定位，且GPS定位是單向的，構(gòu)件不會(huì)去主動(dòng)響應(yīng)，實(shí)用性較差；現(xiàn)目前，工程構(gòu)件的尋找與標(biāo)識(shí)采用掃碼的方式進(jìn)行，即在工程構(gòu)件上設(shè)置條碼或二維碼，該種方式較準(zhǔn)確，可以單向傳遞信息。但有以下缺點(diǎn)：(1)基于光學(xué)的條碼或二維碼的距離要近到可以掃到才能識(shí)別，這個(gè)在工程實(shí)際中有些困難，很多構(gòu)件專業(yè)的設(shè)備可能都不能完全達(dá)到可以掃碼的距離；(2)需要巡檢的工程構(gòu)件往往年限較長(zhǎng)，條碼或二維碼被污染或老化變得很模糊，掃描起來十分困難，并且不便于在雨天、夜間作業(yè)。因此，有必要設(shè)計(jì)一種基于RFID的橋梁工程構(gòu)件定位識(shí)別巡檢系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種基于RFID的橋梁工程構(gòu)件定位識(shí)別巡檢系統(tǒng)，以解決目前橋梁工程構(gòu)件定位識(shí)別困難、橋梁病害記錄儲(chǔ)存麻煩等問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種基于RFID的橋梁工程構(gòu)件定位識(shí)別巡檢系統(tǒng),包括：

RFID標(biāo)簽，所述RFID標(biāo)簽設(shè)置在橋梁工程構(gòu)件的相應(yīng)位置，所述RFID標(biāo)簽設(shè)有天線，所述天線用于調(diào)整信號(hào)強(qiáng)度控制射頻信號(hào)的接收范圍；

移動(dòng)終端，攜帶在對(duì)橋梁進(jìn)行工程活動(dòng)的人員身上，用于檢測(cè)在活動(dòng)位置處的RFID標(biāo)簽和現(xiàn)場(chǎng)記錄數(shù)據(jù)上傳；

服務(wù)器，所述服務(wù)器連接移動(dòng)終端，用于接收現(xiàn)場(chǎng)記錄數(shù)據(jù)和移動(dòng)終端位置信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程記錄和遠(yuǎn)程監(jiān)控。

進(jìn)一步地，所述移動(dòng)終端包括RFID讀寫器、橋梁模型模塊、GPS系統(tǒng)、第三方地圖接口、手寫顯示屏、攝像頭、橋梁病害記錄模塊和無線模塊。

進(jìn)一步地，所述服務(wù)器包括消息中間件和橋梁病害存儲(chǔ)模塊，所述橋梁病害存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)文字?jǐn)?shù)據(jù)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和圖片數(shù)據(jù)；所述消息中間件通過運(yùn)營(yíng)商無線網(wǎng)絡(luò)連接橋梁病害記錄模塊，用于處理文字?jǐn)?shù)據(jù)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和圖片數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，所述消息中間件設(shè)有橋梁病害分析系統(tǒng)接口，橋梁病害分析系統(tǒng)通過消息中間件提取現(xiàn)場(chǎng)記錄的文字?jǐn)?shù)據(jù)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和圖片數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成檢測(cè)報(bào)告和維護(hù)方案。

進(jìn)一步地，所述橋梁模型模塊設(shè)有橋梁3D模型，所述3D模型根據(jù)所述RFID標(biāo)簽進(jìn)行對(duì)應(yīng)工程構(gòu)件標(biāo)識(shí)。

進(jìn)一步地，所述RFID標(biāo)簽為無源RFID射頻標(biāo)簽，RFID標(biāo)簽內(nèi)儲(chǔ)存有構(gòu)件的基本信息。

進(jìn)一步地，所述RFID標(biāo)簽接收射頻信號(hào)的地面圓弧范圍半徑為：小于20m。

進(jìn)一步地，所述RFID標(biāo)簽設(shè)置在橋梁表面層內(nèi)距離表面：3mm～10mm。

本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型在橋梁工程構(gòu)件的相應(yīng)位置設(shè)置RFID標(biāo)簽，RFID標(biāo)簽內(nèi)設(shè)有天線，通過控制天線的接收射頻信號(hào)范圍，對(duì)橋梁進(jìn)行工程活動(dòng)的人員攜帶含有橋梁3D模型和標(biāo)識(shí)的移動(dòng)終端進(jìn)行巡檢，當(dāng)在RFID標(biāo)簽通過天線接收到射頻信號(hào)反饋信息，在移動(dòng)終端上自動(dòng)顯示該RFID標(biāo)簽所代表的工程構(gòu)件，并讀出RFID標(biāo)簽上記錄的構(gòu)件相應(yīng)信息，巡檢人員對(duì)工程構(gòu)件進(jìn)行檢查后，將檢查記錄通過移動(dòng)終端上傳圖像數(shù)據(jù)、文字?jǐn)?shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)給服務(wù)器，并重新將增加整合后的構(gòu)件信息寫入RFID標(biāo)簽，服務(wù)器還設(shè)有消息中間件，消息中間件設(shè)有橋梁病害分析系統(tǒng)接口，橋梁病害分析系統(tǒng)通過提取現(xiàn)場(chǎng)記錄數(shù)據(jù)自動(dòng)生成檢測(cè)報(bào)告和維護(hù)方案。本實(shí)用新型從根本上解決目前橋梁工程構(gòu)件定位識(shí)別困難、橋梁病害記錄儲(chǔ)存麻煩等問題。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的一個(gè)結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例示意圖；

其中：1-RFID標(biāo)簽、2-移動(dòng)終端、3-服務(wù)器、201-RFID讀寫器、202-橋梁模型模塊、203-GPS系統(tǒng)、204-第三方地圖接口、205-手寫顯示屏、206-攝像頭、207-橋梁病害記錄模塊、208-無線模塊、209-橋梁3D模塊、301-消息中間件、302-橋梁病害存儲(chǔ)模塊、303-橋梁病害分析系統(tǒng)接口。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，并使本實(shí)用新型實(shí)施例的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

參見圖1，包括：RFID標(biāo)簽1、天線2、移動(dòng)終端3和服務(wù)器4，RFID標(biāo)簽設(shè)置在橋梁工程構(gòu)件的相應(yīng)位置，該位置根據(jù)橋梁工程構(gòu)件的位置設(shè)定，RFID標(biāo)簽設(shè)置在工程構(gòu)件附近的混凝土表面層內(nèi)部距離表面：3mm～10mm，RFID標(biāo)簽不暴露在空氣中，增加RFID標(biāo)簽的壽命；RFID標(biāo)簽為無源RFID射頻標(biāo)簽，不需要電源供應(yīng)，所以設(shè)置混凝土表面層內(nèi)可以保護(hù)RFID標(biāo)簽的性能不受環(huán)境發(fā)輻射和隨時(shí)間折損，并且3mm～10mm的厚底可以使后期維護(hù)和更換更加方便。

RFID標(biāo)簽設(shè)有天線，天線用于接收射頻信號(hào)，并將射頻信號(hào)傳輸至RFID標(biāo)簽上形成反饋信號(hào)，通過調(diào)整信號(hào)強(qiáng)度控制射頻信號(hào)的接收范圍，該范圍以RFID標(biāo)簽所在地為圓心，半徑為：小于20m的弧形范圍。

移動(dòng)終端包括RFID讀寫器201、橋梁模型模塊202、GPS系統(tǒng)203、第三方地圖接口204、手寫顯示屏205、攝像頭206、橋梁病害記錄模塊207和無線模塊208；GPS系統(tǒng)和地方地圖接口可以使巡檢人員攜帶移動(dòng)終端時(shí)，通過第三方地圖前往所需巡檢的橋梁地圖位置；RFID讀寫器發(fā)射射頻信號(hào)和接收RFID標(biāo)簽的反饋信號(hào)，并識(shí)別接收的反饋信號(hào)帶有的RFID標(biāo)簽編號(hào)和標(biāo)簽內(nèi)信息；橋梁模型模塊設(shè)有橋梁3D模型209，當(dāng)巡檢人員到達(dá)巡檢橋梁，移動(dòng)終端自動(dòng)呈現(xiàn)橋梁的3D模型，3D模型根據(jù)RFID標(biāo)簽進(jìn)行對(duì)應(yīng)工程構(gòu)件標(biāo)識(shí)，橋梁模型模塊連接RFID讀寫器，當(dāng)RFID讀寫器識(shí)別RFID標(biāo)簽的標(biāo)號(hào)后與橋梁模型模塊的3D模型進(jìn)行比對(duì)，將識(shí)別的RFID標(biāo)簽所代表的工程構(gòu)件在3D模型上進(jìn)行突出顯示并讀出RFID標(biāo)簽上記錄的構(gòu)件相應(yīng)信息，該顯示的顏色從近至遠(yuǎn)由深色逐漸變?yōu)闇\色，這樣巡檢的人員可以得知自己所在位置位于橋梁的位置和獲取附近的工程構(gòu)件；橋梁病害記錄模塊連接手寫顯示屏、攝像頭和無線模塊，當(dāng)巡檢人員尋找到自己需要巡檢的工程構(gòu)件時(shí)，對(duì)其進(jìn)行檢查，通過手寫顯示屏輸入檢查文字?jǐn)?shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，通過攝像頭上傳現(xiàn)場(chǎng)巡檢圖片，橋梁病害記錄模塊收集檢查圖片數(shù)據(jù)、文字?jǐn)?shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)后，通過無線模塊，將該信息通過無線運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至服務(wù)器。

服務(wù)器連接移動(dòng)終端，用于接收現(xiàn)場(chǎng)記錄數(shù)據(jù)和移動(dòng)終端位置信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程記錄和遠(yuǎn)程監(jiān)控；具體的，服務(wù)器包括消息中間件301和橋梁病害存儲(chǔ)模塊302，消息中間件通過運(yùn)營(yíng)商無線網(wǎng)絡(luò)連接橋梁病害記錄模塊，消息中間件主要提供可靠的及時(shí)通訊機(jī)制，通過橋梁病害存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)文字?jǐn)?shù)據(jù)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和圖片數(shù)據(jù)，并且消息中間件設(shè)有橋梁病害分析系統(tǒng)接口303，橋梁病害分析系統(tǒng)通過提取將現(xiàn)場(chǎng)記錄的病害數(shù)據(jù)，分析和對(duì)比工程構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)形狀和病害情況，自動(dòng)生成檢測(cè)報(bào)告和維護(hù)方案。

一種基于RFID的橋梁工程構(gòu)件定位巡檢方法，包括如下步驟：

S1)在橋梁工程構(gòu)件的相應(yīng)位置設(shè)置RFID標(biāo)簽；

S2)根據(jù)RFID標(biāo)簽與工程構(gòu)件的對(duì)應(yīng)設(shè)置情況，在移動(dòng)終端內(nèi)構(gòu)建橋梁3D模型和工程構(gòu)件標(biāo)識(shí)；

S3))對(duì)橋梁進(jìn)行工程活動(dòng)的人員攜帶移動(dòng)終端，行走過程中，RFID讀寫器發(fā)射射頻信號(hào)，識(shí)別RFID標(biāo)簽，當(dāng)在所在范圍內(nèi)檢測(cè)到RFID標(biāo)簽，自動(dòng)在3D模型上突顯出識(shí)別到的工程構(gòu)件，并讀入RFID標(biāo)簽上記錄的構(gòu)件相應(yīng)信息；

S4)對(duì)橋梁進(jìn)行工程活動(dòng)的人員對(duì)橋梁工程構(gòu)建進(jìn)行病害檢查，將現(xiàn)場(chǎng)記錄數(shù)據(jù)通過圖片、文字和數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器，并在RFID標(biāo)簽中寫入檢查記錄和修改構(gòu)件信息；

S5)服務(wù)器接收并存儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)記錄數(shù)據(jù)，通過GPS定位系統(tǒng)和第三方地圖實(shí)現(xiàn)人員工作任務(wù)完成情況的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

在本方法中，對(duì)橋梁進(jìn)行工程活動(dòng)的人員攜帶移動(dòng)終端，通過GPS系統(tǒng)和第三方地圖抵達(dá)橋梁處時(shí)，移動(dòng)終端自動(dòng)顯示橋梁3D模型。

舉例而言，在某3跨連續(xù)剛構(gòu)橋的邊跨與中跨的各節(jié)段均設(shè)置有RFID標(biāo)簽，RFID標(biāo)簽設(shè)置在表層5mm深度位置，標(biāo)簽的射頻信號(hào)識(shí)別范圍20m以內(nèi)，并且隨著識(shí)別終端的靠近信號(hào)強(qiáng)度不斷增加。現(xiàn)有以下2種實(shí)施例：

實(shí)施例1：檢查人員對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋各節(jié)段進(jìn)行檢查。

首先，通過移動(dòng)終端上的GPS系統(tǒng)和第三方地圖，可以實(shí)現(xiàn)前往橋梁的導(dǎo)航，當(dāng)巡檢人員到達(dá)橋梁，移動(dòng)終端自動(dòng)切換橋梁的3D模型畫面，檢查人員在檢查過程中，由于距每個(gè)節(jié)段的距離不同，可能移動(dòng)終端會(huì)同時(shí)識(shí)別出周圍的多個(gè)構(gòu)件，此時(shí)在終端的3D模型上以不同顏色深度反應(yīng)不同構(gòu)件RFID標(biāo)簽的識(shí)別信號(hào)強(qiáng)度，當(dāng)然顯示顏色最深的為目前距離最近的構(gòu)件，由檢查人員在3D模型點(diǎn)選不同顏色深度中需要檢查的構(gòu)件，某個(gè)構(gòu)件一旦選中變?yōu)檫x中顏色(如綠色)，同時(shí)從RFID標(biāo)簽讀取儲(chǔ)存的相應(yīng)基本信息，顯示在終端上。巡檢人員對(duì)選中節(jié)段進(jìn)行檢查，通過移動(dòng)終端對(duì)構(gòu)件病害進(jìn)行拍照，將拍照后的圖片上傳至服務(wù)器，并且通過手寫顯示屏，將巡檢的結(jié)果通過文字和數(shù)字的方式，上傳至服務(wù)器，同時(shí)從新將增加整合后的構(gòu)件信息寫入RFID標(biāo)簽，依次逐個(gè)檢查完成，服務(wù)器內(nèi)的消息中間件保證數(shù)據(jù)上傳過程中的及時(shí)可靠，消息中間件將處理后的圖片數(shù)據(jù)、文字?jǐn)?shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)送給橋梁病害存儲(chǔ)模塊，橋梁病害存儲(chǔ)模塊對(duì)其進(jìn)行存儲(chǔ)，并且消息中間件設(shè)有橋梁病害分析系統(tǒng)接口，橋梁病害分析系統(tǒng)通過該接口提取將現(xiàn)場(chǎng)記錄的病害數(shù)據(jù)，分析和對(duì)比工程構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)形狀和病害情況，自動(dòng)生成檢測(cè)報(bào)告和維護(hù)方案。

實(shí)施例2：養(yǎng)護(hù)人員對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋小樁號(hào)邊跨的BX6#節(jié)段進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處治。

首先，通過移動(dòng)終端上的GPS系統(tǒng)和第三方地圖，可以實(shí)現(xiàn)前往橋梁的導(dǎo)航，當(dāng)巡檢人員到達(dá)橋梁，移動(dòng)終端自動(dòng)切換橋梁的3D模型畫面，在搜索空中BX6#節(jié)段，在橋梁3D模型上通過顏色(藍(lán)色)顯示BX6#節(jié)段的位置。同時(shí)在3D模型上以不同顏色深度(淡紅、淺紅、深紅)顯示當(dāng)前養(yǎng)護(hù)人員所處位置周圍的構(gòu)件，并指引養(yǎng)護(hù)人員向目標(biāo)節(jié)段BX6#的方向前進(jìn)，當(dāng)深紅與藍(lán)色重疊的時(shí)候，即到達(dá)目標(biāo)節(jié)段，進(jìn)行相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)維修。

此處以連續(xù)剛構(gòu)橋?yàn)槔?，在拱橋，斜拉橋，懸索器，等大型或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的地方均可采用。由上述實(shí)施例可見，本實(shí)用新型在橋梁工程構(gòu)件的相應(yīng)位置設(shè)置RFID標(biāo)簽，RFID標(biāo)簽內(nèi)設(shè)有天線，通過控制天線的接收射頻信號(hào)范圍，對(duì)橋梁進(jìn)行工程活動(dòng)的人員攜帶含有橋梁3D模型和標(biāo)識(shí)的移動(dòng)終端進(jìn)行巡檢，當(dāng)在RFID標(biāo)簽通過天線接收到射頻信號(hào)反饋信息，在移動(dòng)終端上自動(dòng)顯示該RFID標(biāo)簽所代表的工程構(gòu)件，并讀出RFID標(biāo)簽上記錄的構(gòu)件相應(yīng)信息，巡檢人員對(duì)工程構(gòu)件進(jìn)行檢查后，將檢查記錄通過移動(dòng)終端上傳圖像數(shù)據(jù)、文字?jǐn)?shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)給服務(wù)器，并重新將增加整合后的構(gòu)件信息寫入RFID標(biāo)簽，服務(wù)器還設(shè)有消息中間件，消息中間件設(shè)有橋梁病害分析系統(tǒng)接口，橋梁病害分析系統(tǒng)通過提取現(xiàn)場(chǎng)記錄數(shù)據(jù)自動(dòng)生成檢測(cè)報(bào)告和維護(hù)方案。本實(shí)用新型從根本上解決目前橋梁工程構(gòu)件定位識(shí)別困難、橋梁病害記錄儲(chǔ)存麻煩等問題。

最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。