[發明專利]一種建筑物坡屋面梁結構健康監測裝置

有效

• 申請號: 201610225416.2
• 申請日: 2016-04-12
• 公開（公告）號: CN105763629B
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 時建華
• 申請（專利權）人: 江蘇華泰建設工程有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04W64/00;H04W84/18;H04W52/02;H04W56/00
• 代理公司: 北京華識知識產權代理有限公司 11530
• 代理人: 陳敏

本發明提供了一種建筑物坡屋面梁結構健康監測裝置，其包括傳感器網絡節點和監測中心服務器，所述傳感器網絡節點布置在被測部位并與監測中心服務器通過局域網相連接，監測中心服務器通過網絡向遠程用戶提供數據服務或發出預警信息；所述傳感器網絡節點包括：采用橢圓定位法進行定位的傳感器網絡定位模塊、用于對傳感器的費用和能量進行約束的傳感器約束模塊、采用色素增感型光電池供能的自供電模塊和數據修正模塊。本發明使用壽命長，監測精度高，加快了傳感器網絡節點的定位速度，且對傳感器的費用和能量進行約束，最大限度的節省了監測成本。

技術領域

本發明涉及建筑結構健康監控應用領域，具體涉及一種建筑物坡屋面梁結構健康監測裝置。

背景技術

在建筑結構安全監測中，傳感器往往分布于建筑中的關鍵受力點或結構的薄弱點。這些測點布局較分散，而且由于建筑物結構的類型不同也往往位于不同的位置。隨著監測時間推移以及感測數據量的增長，在傳感器的管理、感測數據的組織上存在較大的困難，而對于傳感器網絡節點所采集到的數據必須結合其在測量坐標系內的位置信息才有意義。

此外，監測所使用的傳感器工作能耗大且容易受到溫度等環境的影響，導致傳感器所測得的數據準確度降低，并進一步影響了結構監測的精度和成本。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種可以快速定位傳感器網絡節點、同時對傳感器的費用和能量進行約束、精確度較高的建筑物坡屋面梁結構健康監測裝置。

本發明的目的采用以下技術方案來實現：

一種建筑物坡屋面梁結構健康監測裝置，包括傳感器網絡節點、局域網、監測中心服務器和短信報警模塊，所述傳感器網絡節點布置在被測部位并與監測中心服務器通過局域網相連接，監測中心服務器通過網絡向遠程用戶提供數據服務或發出預警信息，也可通過短信報警模塊發出預警短信，其特征是，所述傳感器網絡節點包括：

(1)傳感器網絡定位模塊，用于獲取傳感器網絡節點自身位置信息，其包括依次連接的任務驅動子模塊、定位子模塊和信號處理子模塊，所述任務驅動子模塊通過局域網與監測中心服務器連接，任務驅動子模塊驅動定位子模塊獲取特定傳感器網絡節點的自身位置信息，所述信號處理子模塊讀取所述特定傳感器網絡節點的自身位置信息后將自身位置信息送至所述監測中心服務器；所述定位子模塊采用橢圓定位法進行定位，定位時設置傳感器網絡節點的坐標為(x,y)，參考節點的坐標為(x_n,y_n)，n＝A,B,C,D，以(x_A,y_A)作為第一參考節點的坐標，以(x_m,y_m)作為第二參考節點的坐標，定位方程為：

其中，m＝B,C,D，d_Am為傳感器網絡節點到第一參考節點、第二參考節點的距離和，求解方程得到傳感器的位置；

(2)傳感器約束模塊，用于對傳感器的費用和能量進行約束，將傳感器網絡表示為無向帶權連接圖W＝(N,L)，N表示網絡節點數，L表示雙向鏈路集，約束函數為：

其中，f_b、f_d、f_dj、f_pl分別為帶寬、延時、延時抖動、丟包率懲罰函數，A、B、C、D分別為f_b、f_d、f_dj、f_pl的加權系數，[∑_l∈Lc(l)＋∑_n∈Nc(n)]為費用約束，[∑_l∈Lp(l)+∑_n∈Np(n)]為能量約束；