[發(fā)明專(zhuān)利]自動(dòng)化應(yīng)變測(cè)量和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810233390.1
• 申請(qǐng)日: 2008-12-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101446488A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張奔牛;閆果;曹建秋;周志祥
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 重慶交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01B21/32
• 分類(lèi)號(hào): G01B21/32
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 趙榮之

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及應(yīng)變測(cè)量和監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其管理方法。

背景技術(shù)

應(yīng)變測(cè)量技術(shù)廣泛應(yīng)用于橋梁、大壩等結(jié)構(gòu)狀態(tài)測(cè)量。

現(xiàn)有的應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)多為手動(dòng)檢測(cè)，如對(duì)橋梁的應(yīng)變監(jiān)測(cè)，目前的方法是將振弦應(yīng)變傳感器安裝于橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)，監(jiān)控人員每天在溫度穩(wěn)定時(shí)，攜帶讀數(shù)儀爬上橋去采集應(yīng)變數(shù)據(jù)，對(duì)于具有多個(gè)截面的橋梁，還需要在很短的時(shí)間內(nèi)通過(guò)腳手架爬上和爬下所有截面，工作強(qiáng)度大，危險(xiǎn)性高，同時(shí)由于難以在同一溫度穩(wěn)定時(shí)間內(nèi)測(cè)量多個(gè)截面的應(yīng)變測(cè)量點(diǎn)，監(jiān)控質(zhì)量難以保證。此外，多數(shù)情況下一個(gè)監(jiān)控技術(shù)人員每天只需去上橋一次，其它時(shí)間自由安排。但又不能離開(kāi)橋梁工地。所以一個(gè)橋的施工監(jiān)控就要一個(gè)技術(shù)人員待上幾年時(shí)間。形成嚴(yán)重人力資源浪費(fèi)。一些公司已經(jīng)計(jì)劃放棄施工監(jiān)控行業(yè)。

而一些自動(dòng)應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，應(yīng)變數(shù)據(jù)采集裝置長(zhǎng)期處于工作狀態(tài)，耗電量大，故障率高，而應(yīng)變監(jiān)測(cè)對(duì)象通常處于野外沒(méi)有安裝市電之處，供電與維護(hù)均極為不便，嚴(yán)重影響了應(yīng)變監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用；其應(yīng)變數(shù)據(jù)采集裝置與管理裝置也通常采用有線(xiàn)連接，給應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安裝和使用帶來(lái)困難。

如公開(kāi)號(hào)為CN1901418A的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公布說(shuō)明書(shū)，其中公開(kāi)了一種土質(zhì)邊坡分布式光纖應(yīng)變監(jiān)測(cè)方法和系統(tǒng)，其中分布式光纖通過(guò)本地計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)相聯(lián)，其監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的本地計(jì)算機(jī)即需要市電供應(yīng)才能工作，本地計(jì)算機(jī)與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)連接對(duì)于野外監(jiān)測(cè)對(duì)象也難以實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種自動(dòng)化應(yīng)變測(cè)量和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能對(duì)應(yīng)變計(jì)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集工作。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括應(yīng)變計(jì)，其特征在于：包括采集器、管理器和上位機(jī)，其中：

采集器，采集應(yīng)變計(jì)的應(yīng)變數(shù)據(jù)并傳輸?shù)焦芾砥鳎?/p>

管理器，接收采集器傳輸?shù)膽?yīng)變數(shù)據(jù)并傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，管理器包括一采集器管理模塊，管理器接收上位機(jī)的控制信號(hào)，對(duì)采集器進(jìn)行控制、管理；

上位機(jī)，向管理器發(fā)送控制信號(hào)，并接收管理器傳輸?shù)膽?yīng)變數(shù)據(jù)；

所述管理器與上位機(jī)之間通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式進(jìn)行通訊。

進(jìn)一步，所述采集器還包括：

應(yīng)變計(jì)驅(qū)動(dòng)模塊，對(duì)應(yīng)變計(jì)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制；

數(shù)據(jù)采集控制模塊，激勵(lì)應(yīng)變計(jì)采集數(shù)據(jù)并接收應(yīng)變數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)采集控制模塊接收的應(yīng)變計(jì)采集的應(yīng)變數(shù)據(jù)；以及

采集器通訊模塊，與管理器和其他采集器進(jìn)行通訊，接收管理器發(fā)出的控制信號(hào)，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的應(yīng)變數(shù)據(jù)發(fā)送到管理器；

進(jìn)一步，所述采集器還包括采集器狀態(tài)控制模塊，控制采集器的狀態(tài)；

電源管理模塊，根據(jù)采集器狀態(tài)控制模塊設(shè)置的工作狀態(tài)，對(duì)采集器的電源進(jìn)行管理；

通訊方式管理模塊，轉(zhuǎn)換采集器的通訊方式；以及

采集器的交互存儲(chǔ)模塊，通過(guò)采集器通訊模塊與其他采集器進(jìn)行通訊，保存其它采集器的應(yīng)變數(shù)據(jù)；

進(jìn)一步，所述采集器的狀態(tài)包括淺休眠狀態(tài)、深休眠狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)和采集狀態(tài)；

進(jìn)一步，所述管理器還包括：

管理器通訊模塊，與采集器和上位機(jī)進(jìn)行通訊，接收上位機(jī)發(fā)送的控制信號(hào)，向采集器發(fā)送控制信號(hào)，并接收采集器發(fā)送的應(yīng)變數(shù)據(jù)；以及

多數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，存儲(chǔ)管理器通訊模塊接收的應(yīng)變數(shù)據(jù)；

進(jìn)一步，所述管理器還包括：

同步休眠控制模塊，設(shè)置深休眠時(shí)間并通過(guò)管理器通訊模塊更新采集器深休眠時(shí)間、發(fā)送深休眠命令和喚醒命令；

采集器狀態(tài)維護(hù)模塊，通過(guò)管理器通訊模塊向采集器發(fā)送問(wèn)答命令，通過(guò)采集器的反饋，獲取采集器的數(shù)量、工作狀態(tài)和ID；

進(jìn)一步，所述采集器和管理器的處理裝置采用單片機(jī)。

本發(fā)明還提供一種自動(dòng)化應(yīng)變測(cè)量和監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟：

1)采集器上電后進(jìn)行初始化，然后進(jìn)入淺休眠狀態(tài)；

管理器上電后進(jìn)行初始化；

2)休眠時(shí)間到后，采集器進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，等待管理器的命令；

3)管理器向采集器發(fā)送喚醒命令，喚醒采集器；

4)管理器根據(jù)上位機(jī)的命令向采集器發(fā)送采集命令，采集器對(duì)應(yīng)變計(jì)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并儲(chǔ)存；

5)管理器根據(jù)上位機(jī)的命令向采集器發(fā)送傳輸命令，采集器接收到傳輸命令后將儲(chǔ)存的應(yīng)變計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)送到管理器；

6)管理器接收到采集器發(fā)送的應(yīng)變數(shù)據(jù)后進(jìn)行儲(chǔ)存，并發(fā)送到上位機(jī)。

進(jìn)一步，步驟6)之后還包括以下步驟：

7)管理器設(shè)置深休眠時(shí)間并發(fā)送到采集器，更新采集器的深休眠時(shí)間；