[發明專利]基于物聯網的結構形變檢測方法

有效

• 申請號: 201310057663.2
• 申請日: 2013-02-25
• 公開（公告）號: CN103148829A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 鄧健志;程小輝
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及物聯網應用領域，特別是一種基于物聯網的結構形變檢測方法。

背景技術

隨著社會現代化建設和機械化程度的提高，越來越多的生產、生活環節，都采用機械設備輔助或者替代人工作業，例如：鏟車、叉車、吊車等等。由于這些機械設備通常需要承載數噸甚至更重的負荷，所以它們的材料和結構要非常穩定、扎實。同時，大負荷的工作，常常會造成設備的變形、松脫和損壞。而這些情況的發生，往往會造成嚴重的事故發生。所以，對這些運動機械設備進行實時的形變檢測，將有助于及時的發現裝置的損壞，避免事故的發生，也有助于裝置的改進。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于物聯網的結構形變檢測方法。

本發明是這樣實現的：

（1）建立一個基于物聯網的結構形變檢測裝置，裝置包括檢測結點、主控結點和數據服務中心。

檢測結點：包括控制模塊、通信模塊、存儲模塊和傳感器模塊。通信模塊包括短距無線通信子模塊和有線通信子模塊；傳感器模塊包括三軸陀螺儀、三軸加速度傳感器和三軸地磁傳感器。

主控結點：包括控制模塊、通信模塊、存儲模塊和本地數據庫。通信模塊包括短距無線通信子模塊、遠距無線通信子模塊和有線通信子模塊；本地數據庫存儲包括所安裝的運動機械設備各部件的檢測結點在正常工作、形變或故障的數據。

數據服務中心：支持以太網、移動無線網絡和有線通信接口，包括專家系統和專家數據庫，專家數據庫存儲有不同類型、不同型號的運動機械設備的各部件檢測結點正常工作、形變或故障的詳細數據；支持各運動機械設備的主控結點上傳、下載數據；通過專家系統建立的運動模型，進行形變或故障數據分析。

在一套運動機械設備上，安裝一個主控結點和不只一個檢測結點。

檢測結點與主控結點之間采用短距無線方式通信。主控結點通過短距無線通信子模塊構建的無線局域網與檢測結點通信，并通過遠距無線通信子模塊或者有線通信子模塊連接到數據服務中心。主控結點通過通信模塊從數據服務中心下載基礎數據和更新數據；并向數據服務中心上傳數據。主控結點和各檢測結點的數據保存在本地數據庫和檢測結點中，本地數據庫存儲有該運動機械設備各部件在正常工作、形變或故障的數據。

在該套運動機械設備上，有至少一個檢測結點作為初級基準檢測結點，該初級基準檢測結點安裝位置選在運動機械設備上結構穩定，且運動方向、速度與運動機械設備本身的運動形式保持一致的地方，用于其他檢測結點的初始定位標準，其他檢測結點安裝在對運動機械設備的結構形變感應較敏感的位置或者運動機械設備上的兩個連接件相互連接固定的位置。

在運動機械設備上安裝的檢測結點，利用傳感器模塊采集該檢測點的線加速度、角速度和地磁數據，經過檢測結點的控制模塊預處理后，由通信模塊將數據發送給主控結點，主控結點負責處理檢測結點數據；主控結點建立有本地數據庫，主控結點將收集到的各檢測結點數據處理后，與本地數據庫的數據進行對比，如出現形變、故障數據，就發出警報，并將檢測數據通過通信模塊上傳給數據服務中心。

為了數據服務中心的統一管理和數據的分析，同類型、同型號的運動機械設備所安裝的檢測結點數量和位置一致。數據服務中心的專家數據庫，由兩部分數據來源：1、在運動機械設備出廠前的生產、設計、測試階段，給運動機械設備安裝檢測結點，并對運動機械設備進行較為全面的調試，獲取在正常運轉工作時，行駛、顛簸、負重、碰撞等容易產生結構扭曲、形變、松脫等情況下的傳感器數據。2、運動機械設備在出廠后的工作工程中，由運動機械設備上的檢測結點采集，通過主控結點上傳的傳感器數據。

數據服務中心的專家系統給不同類型、不同型號的運動機械設備建立了3維動態運動模型，3維動態運動模型可以導入各主控結點上傳的數據，并通過數據分析，還原運動機械設備運動軌跡和形變、故障情況，從而發現運動機械設備上的其他潛在的問題。

在一套運動機械設備上，根據彼此的連接關系將部件進行分類分級處理，分為：初級連接部件，一級連接部件，M（M為大于或等于2的自然數）級連接部件。

初級連接部件：安裝在運動機械設備上結構穩定，且運動方向、速度等與運動機械設備本身的運動形式保持一致的部件。初級基準檢測結點安裝在這一級連接部件上。

一級連接部件：通過初級連接部件，連接安裝在運動物體上，在運動機械設備工作運轉時，有相對初級連接部件的相對運動發生或者形變發生的連接部件。一級基準檢測結點和用于檢測一級連接部件形變的其他檢測結點，安裝在這一級連接部件上。