基于android平台的桥梁传感监测终端的制作方法
【专利摘要】提出一种基于Android平台的桥梁传感监测终端的应用程序开发设计方案，该方案基于S3C6410处理器的硬件平台和Android?2.1版本的软件平台，通过Socket编程使终端利用Wi-Fi无线通信技术接收桥梁数据，然后将数据保存到终端SQLite数据库中。终端应用程序可以接收桥梁数据、提取历史数据并绘制曲线图，通过分析桥梁监测数据来确定桥梁的运营状态，从而达到对桥梁监测的目的。附图为系统框图。
【专利说明】基于android平台的桥梁传感监测终端
【技术领域】:
[0001]传感领域；电子信息工程领域；管理学领域；
【背景技术】:
[0002]智能传感技术；现代数据通信技术；zigbee无线网络技术；
【发明内容】
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[0003]提出一种基于Android平台的桥梁传感监测终端的应用程序开发设计方案，该方案基于S3C6410处理器的硬件平台和Android 2.1版本的软件平台，通过Socket编程使终端利用W1-Fi无线通信技术接收桥梁数据，然后将数据保存到终端SQLite数据库中。终端应用程序可以接收桥梁数据、提取历史数据并绘制曲线图，通过分析桥梁监测数据来确定桥梁的运营状态，从而达到对桥梁监测的目的。
【专利附图】
【附图说明】:
[0004]附图1:系统框图；
[0005]附图2:中继器硬件系统框图；
【具体实施方式】:
[0006]桥梁监测系统主要是通过对桥梁状态的监测从而评估出桥梁的运营状况，进而对结构损伤的桥梁作出预警，使桥梁得到及时的修复和加固，确保桥梁长期安全稳定的运营。桥梁监测系统由前端传感器获得桥梁的现行状态参数，然后该数据汇集到中继器并被转发到移动终端，移动终端接收桥梁监测数据后，通过对其接收到的桥梁监测数据进行分析，从而对桥梁现阶段的运营情况作出评估和预警，包括对桥梁结构的损伤位置和损伤程度进行诊断，对桥梁的服役情况、可靠性、耐久性和承载能力进行评估，使得桥梁在遇到特殊环境并对桥梁运营状况有严重异常影响时，提前触发预警信号，让桥梁得到及时的巩固和修复，为桥梁的维修和养护提供科学的依据和指导。同时，对桥梁结构的监测有助于改进设计方案，确保桥梁的长期运营安全，最终延长桥梁的使用寿命。
[0007]桥梁监测系统是通过一系列监测方法对桥梁结构安全状况作出判定，通过分析桥梁的监测数据对桥梁的结构损伤位置和程度进行判断，对桥梁的运行状况、可靠性、耐久性和承载能力进行智能评估，确保桥梁的长期安全运营。
[0008]传统桥梁监测系统中，要对桥梁运行状态的监测需要首先判断出桥梁的大概损伤位置然后进行监测，而且有些细微损伤不宜判断和监测，很难对桥梁的整体健康运行状态作出判断。这种监测方法对监测人员要求很高，需要有丰富的专业知识背景和大量经验，且监测设备十分昂贵，监测成本异常巨大。所以传统桥梁监测系统中，在监测结果不准确的情况下，会对国家的人力物力造成巨大浪费，并且会产生安全事故隐患。
[0009]本发明所提出的桥梁监测系统方案对传统的桥梁监测系统进行改进，本方案中采用合理的结构监测措施和有效的精度设置，运用现代化传感技术提取反映桥梁结构状态和环境因素的各种数据，并通过现代化通信技术进行快速传输，通过对数据的分析和处理实时监测桥梁的运行状态。
[0010]在此基础上，本方案通过对监测数据进行科学处理，寻求与桥梁结构变化相联系的新型识别方法对结构损伤进行识别和定位，最终对桥梁结构的安全状态和结构的可靠性进行科学评估。
[0011]本方案所提出的桥梁监测系统由前端传感器、中继器和移动终端三部分组成。前端传感器固定于桥梁应力和振动控制截面处，每隔一段时间，传感器就测量一次桥梁形变的应变电压，该值经处理器换算后得到相应的应变参数。并通过W1-Fi传输给中继模块进行二次处理并存储。当监测人员靠近桥梁开启手持终端的接收数据功能后，中继器与手持终端通过W1-Fi网络进行Socket模块通信，中继器将采集的桥梁监测数据进行传输，手持终端接收数据后存储在SQLite数据库中并进行分析。系统框图如附图1 ;
[0012]本发明提出的桥梁监测系统主要包括三个组成部分:前端传感器、中继器和移动终端。
[0013]前端传感器设计:传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件，由两部分组成:直接感知被测量信号的敏感元件部分和初始处理信号的电路部分。传感器是一种监测装置，能感受到被测量的信息，并能将监测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器是实现工业领域自动监测和自动控制的首要环节。
[0014]该桥梁监测系统的前端采集模块主要设备包括前端传感器、微控制器和ZigBee无线传输模块，另外还有SDRAM，Flash存储器和电源等。本系统中传感器选用华东仪器厂YD-28型动态电阻应变仪，微控制器选用德州仪器(Texas Instruments, TI)的MSP430F147低功耗单片机，ZigBee模块选用Helicomm公司的IP-Linkl221_2163型ZigBee无线通信模块。
[0015]中继器设计:中继器的硬件设备主要包括ARM9处理器、存储器、ZigBee无线传输模块和W1-Fi模块，另外还有SDRAM，Flash存储器和电源等。其中，ZigBee传输模块、SDRAM、Flash存储器和电源与前端传感单元相同。ARM9处理器选用Samsung公司的S3C2440，W1-Fi模块选用的是54M 802.llb/g嵌入式WiFi模块。中继器的ZigBee模块主要负责与前端传感单元通信，接收的数据通过串口传送至处理器，S3C2440处理器接收到前端采集到的数据信息后，再将数据按一定格式打包并通过W1-Fi模块发送给移动终端。中继器的硬件框图如附图2 ;移动终端设计:移动终端为具有Android操作系统的移动终端。其硬件设备主要包括S3C6410处理器、FLASH、SDRAM、W1-Fi模块、LCD液晶显示器和电源。其中W1-Fi传输模块、SDRAM、Flash存储器和电源与中继器相同。ARMll处理器选用Samsung公司最新推出的一款处理器S3C6410，采用ARM1176JZF-S内核，包含16KB的指令数据Cache和16KB的指令数据TCM，支持Wince、LinuX和Android操作系统，S3C6410提供了丰富的内置部件，有很多强大的硬件加速器，包括运动视频处理、音频处理、3D加速、显示处理和缩放，具有较强的数据处理能力，为移动终端处理数据量较大数据业务提供良好的解决方案。
[0016]该移动终端主要负责与中继器进行通信，完成桥梁数据的接收。S3C6410处理器接收到中继传送的数据信息后，将数据信息显示在触摸屏上并进行本地保存，供后期分析使用。
[0017]移动终端模块的应用软件需要实现五大功能:数据采集、数据查询、历史曲线图和预警。移动终端首先发送唤醒请求与中继器建立无线通信链路，中继器收到请求后，启动SQLite模块进行发送数据，移动终端接收到桥梁数据后将其显示在用户界面上，并对其进行本地存储。通过处理分析数据，对桥梁运营状态做出判断，并显示在用户界面上。
【权利要求】
1.基于android平台的桥梁传感监测终端的特点: (1)桥梁监测系统主要包括三个组成部分:前端传感器、中继器和移动终端。 (2)桥梁监测系统的前端采集模块主要设备包括前端传感器、微控制器和ZigBee无线传输模块，另外还有SDRAM，Flash存储器和电源等。 (3)中继器的硬件设备主要包括ARM9处理器、存储器、ZigBee无线传输模块和W1-Fi模块，另外还有SDRAM，Flash存储器和电源等。 (4)移动终端模块的应用软件需要实现五大功能:数据采集、数据查询、历史曲线图和预警。
2.基于android平台的桥梁传感监测终端的组成。
3.基于android平台的桥梁传感监测终端的前端采集模块设计。
4.基于android平台的桥梁传感监测终端的中继器设计。
5.基于android平台的桥梁传感监测终端的移动终端模块设计。
【文档编号】G08C17/02GK103575205SQ201210253257
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年7月18日 优先权日:2012年7月18日
【发明者】张英 申请人:宁波卓一工业设计有限公司