[發明專利]一種基于無線自組網的載荷位移測量系統

有效

• 申請號: 201410637638.6
• 申請日: 2014-11-05
• 公開（公告）號: CN104346916B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 梁偉偉;王兵;靳碩;張鵬程;劉曉旭;傅強;張修建;張鐵犁
• 申請（專利權）人: 北京航天計量測試技術研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02
• 代理公司: 核工業專利中心11007
• 代理人: 莫丹

技術領域

本發明屬于路基路面無損檢測和評價技術領域，涉及一種基于無線自組網的載荷位移測量系統，應用在公路質量檢測現場或建筑工地現場的路基路面位移測量、數據的無線傳輸和質量結果的顯示。

背景技術

在以往的檢測現場，通常采用一種傳統的載荷位移測量系統檢測道路路基和路面的動態彎沉，為道路工程建設提供質量依據。該類載荷位移測量系統通常被稱為彎沉儀或動態變形模量測試儀，主要由上位機、數據線和下位機組成。

在道路現場使用傳統的載荷位移測量系統檢測時，使用前需要拉開數據線通過航插連接上位機和下位機，準備工作繁瑣。在使用過程中，按照工程質量檢驗的要求，需要在路基或路面上不斷地更換測量點。其中，上位機由控制箱和筆記本電腦組成，上位機和下位機的體積和重量大，單人無法一趟搬走，所以至少需要單人搬運兩趟或兩個人協同搬運一趟才能把上位機和下位機搬到下一個測量點，費時費力；同時搬運過程中還要考慮傳輸線的長度限制問題，有時候過度拉扯數據線和航插會造成測量數據不準確或丟失，數據的傳輸嚴格受制于長度有限的數據線。另外，由于控制盒和筆記本的疊加高度小，用戶需要蹲著操作筆記本電腦，處理下位機送來的數據，使用極其不方便。因此，研制一種結構簡單、便攜性強、操作簡單的載荷位移測量系統顯得尤為重要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于無線自組網的載荷位移測量系統，其精簡了測量系統的組成架構，提高了系統的便攜性、易操作性和數據傳輸的穩定性。

實現本發明目的技術方案：一種基于無線自組網的載荷位移測量系統，其包括下位機、無線傳輸控制系統和上位機；

所述的下位機包括機械沖力機構、傳感器感應機構和數據采集卡；其中，操作機械沖力機構產生沖擊力作用于路面，路面產生位移形變，傳感器感應機構感應沖擊力和路面位移形變，同時將沖擊力和位移量轉換為模擬電信號，該模擬信號經過數據采集卡的采樣和量化處理后轉化為數字信號，經由UART單元提供給無線發射機構；

所述的無線傳輸控制系統包括無線發射機構、無線AP和無線接收機構；

無線發射機構包括控制器、UART單元、緩存區和TCP/IP協議棧；其中，UART單元與下位機的數據采集卡通過UART串口連接，UART單元接受數據采集卡發送過來的沖擊力和位移的混合數據后，在控制器的控制下將數據暫時存放到緩沖區中，當緩沖區填滿時，數據被送到TCP/IP協議棧，TCP/IP協議棧將數據進行無線發送到無線接收機構中；

無線AP包括無線AP模塊和電源模塊；其中，無線AP模塊起無線接入的作用，按照設置好的參數與無線發射機構、無線接收機構組成無線WIFI星型拓撲網絡；

無線接收機構包括無線WIFI模塊和接口函數單元；無線WIFI模塊接收無線發射機構的TCP/IP協議棧發送的送來的無線數據，接口函數單元提供了一種函數調用接口，上位機的測量軟件調用此單元的函數即可獲取無線WIFI模塊接收的無線數據。

所述的上位機包括Android手機和手機上運行的測量軟件；該測量軟件由Java語言開發，運行于Android手機，它從無線接收機構的接口函數單元中獲取到無線數據后，將其解析成有意義的物理數據，這些數據經過電壓值與碼制換算、濾波處理、極值判定后，最終以曲線和峰值顯示，并被保存到手機中。

如上所述的一種基于無線自組網的載荷位移測量系統，其所述的無線WIFI星型拓撲網絡是基于IEEE 802.11b標準的無線局域網，網絡鏈路安全穩定，網間的各個設備能相互訪問。

如上所述的一種基于無線自組網的載荷位移測量系統，其所述的TCP/IP協議棧也接收上位機發送過來的無線數據。

本發明的效果在于：

本發明針對傳統載荷位移測量系統在使用、運輸、數據傳輸和數據處理系統方面的不足，提供一種結構簡單、可靠性高、采用無線自組網技術進行數據通信的載荷位移測量系統。用戶可以徹底擺脫數據線和航插的缺點限制，只需單手操作掌中的上位機即可完成數據的采集、傳輸和處理，更換測量點時，不受制于上位機和下位機之間的數據線長度，單人單趟即可移動整個測量系統，提高了載荷位移測量系統的便攜性、易操作性和數據傳輸的穩定性。