本发明属于土建工程健康监测领域，具体涉及一种土木工程健康监测系统及方法。
背景技术：
重大工程结构的使用期长达几十年、甚至上百年，在环境侵蚀、材料老化和荷载的长期效应、疲劳效应等灾害因素的共同作用下将不可避免地导致结构系统的损伤积累和抗力衰减，极端情况下可能引发灾难性的突发事故。随着对工程结构的安全性、耐久性及正常使用功能的日益关注，人们希望能够在结构的服役期，即使出现一些如地震、台风、爆炸等灾害性事故后，也能充分了解结构的健康状况，以决定是否需要对结构进行维修和养护，以及何时进行维修和养护。随着全世界经济的迅速发展，土木工程领域也取得了令人瞩目的成就，各种大型复杂结构不断出现。当今的土木工程结构正在向超大化、复杂化方向发展，如大型桥梁、超高层建筑、规模巨大的大型场馆、大型水坝、核电站及近海结构等。由于大型复杂结构具有特别重大的社会意义和影响，加之其体量大、个性显著、结构复杂，因此，对通过结构健康监测与安全预警技术，监测其关键构件和关键位置的反应，推断其结构的健康与安全状况，并及时进行预警，从而保障结构的服役安全，避免重大事故的发生，是土木工程领域的前沿技术。
现有土木工程结构健康状态监测由于多采用人工定期检查记录，并进行数据对比，需要巨大的工作量，满足不了日益增长的土建需求。即便是有的监测体系采取的是自动监测的手段，但也会出现诸如布线复杂、布线效率低，需要耗费大量人力、物力、财力；受制于有线限制，无法移动便捷操作，容易造成采集数据读取错误等缺点。同时不易确定建筑体的具体检测部位，无法在繁杂的测试数据中方便的总结出建筑体的哪些具体部位的健康监测数据出现问题。
技术实现要素：
本发明的目的是克服上述现有技术中存在的问题，提供一种土木工程健康监测系统及方法，并通过无线网络随时将检测数据及检测位置信息发送给监控终端，以便于工程人员及时了解土木工程结构的各具体部位的健康状况。
本发明的技术方案是：一种土木工程健康监测系统，包括：中央处理器以及分别与中央处理器信号连接的建筑体检测单元、环境检测单元、GPS模块、无线通信模块一以及布设于建筑体内的若干个蓝牙局域网接入点；所述建筑体检测单元包括用于采集建筑体上测量点的振动物理量的震动检测装置、用于采集建筑体上测量点的加速度物理量的加速度检测装置、用于采集建筑体上测量点的内部的裂纹和缺陷物理量的移动探伤检测装置以及用于采集建筑体上测量点处应变物理量的应变检测装置；所述的各装置上分别设有与所述中央处理器通过无线通信模块一无线信号连接的无线摄像头，所述的各装置上还分别设有与所述蓝牙局域网接入点无线信号连接的蓝牙便携式定位模块；所述无线摄像头用于对测量点处进行录像或拍照，所述若干个蓝牙局域网接入点以及蓝牙便携式定位模块用于确定所检测的测量点在建筑体内的具体位置；所述环境检测单元用于检测建筑体所处环境的环境数据值；所述GPS模块用于获取建筑体所在处的地理位置数据；所述无线通信模块一与远程监控端无线通信连接，无线通信模块一将所述建筑体检测单元的各检测装置所检测到的各物理量、所述环境检测单元所检测到的环境数据值、GPS模块所获取的建筑体所处的地理位置数据、各无线摄像头所采集到的各测量点的图像数据以及各蓝牙便携式定位模块所确定的测量点在建筑体内的具体位置信息通过无线传输的方式发送至所述远程监控端。
上述远程监控端包括处理模块，所述处理模块分别与无线通信模块二、监测数据存储模块、报警模块以及远端监控主机信号连接，所述远端监控主机分别与监测结果显示器、土木工程健康安全范围数据库以及移动接收终端信号连接；所述无线通信模块二与所述无线通信模块一无线通信连接。
上述中央处理器与太阳能供电装置电连接，通过太阳能供电装置向该土木工程健康监测系统提供工作用电。
上述环境检测单元包括用于采集空气酸碱度值的空气酸碱度检测仪、用于采集环境温湿度值的温湿度检测装置、用于采集风压值的风压测量仪以及用于采集风速值的风速测量仪。
上述中央处理器是MSP430单片机或型号为OMRON CP1E-N20DR-D的PLC控制器。
一种土木工程健康监测方法，包括以下步骤：
1)分别通过建筑体检测单元的震动检测装置来采集建筑体上测量点的振动物理量，通过建筑体检测单元的加速度检测装置来采集建筑体上测量点的加速度物理量，通过建筑体检测单元的移动探伤检测装置来采集建筑体上测量点的内部的裂纹和缺陷物理量，通过建筑体检测单元的应变检测装置来采集建筑体上测量点处的应变物理量；分别通过环境检测单元的空气酸碱度检测仪来采集空气酸碱度值，通过环境检测单元的温湿度检测装置来采集环境温湿度值，通过环境检测单元的风压测量仪来采集风压值，通过环境检测单元的风速测量仪来采集风速值；通过布设于建筑体内的若干个蓝牙局域网接入点以及分别设置于震动检测装置、加速度检测装置、移动探伤检测装置以及应变检测装置上的蓝牙便携式定位模块来确定各检测装置所检测的测量点在建筑体内的具体位置信息；通过分别设置于震动检测装置、加速度检测装置、移动探伤检测装置以及应变检测装置上的与所述无线通信模块一信号连接的无线摄像头来采集各检测装置所检测的测量点处的图像数据；通过GPS模块来获取建筑体所处的地理位置数据；
2)通过与中央处理器信号连接的无线通信模块一分别将所述振动物理量、加速度物理量、裂纹和缺陷物理量、应变物理量、空气酸碱度值、环境温湿度值、风压值、风速值、各检测装置所检测的测量点在建筑体内的具体位置信息、各检测装置所检测的测量点处的图像数据以及建筑体所处的地理位置数据这些数据信息无线发送给远程监控端；
3)通过远程监控端的无线通信模块二接收步骤2)中所述的各数据信息，并通过处理模块进行处理，其中通过监测数据存储模块对各数据信息予以存储，通过远端监控主机将各数据信息分别与土木工程健康安全范围数据库中的安全数据范围进行比对，如有超出安全数据范围的数据信息，则通过与处理模块信号连接的报警模块予以报警提示；所述的各数据信息还通过远端监控主机发送至监测结果显示器以及移动接收终端予以显示。
本发明的有益效果：本发明提供了一种土木工程健康监测系统及方法，能够方便的采集包括建筑物检测点的振动物理量、加速度物理量、内部的裂纹和缺陷物理量、应变物理量信号、空气酸碱度值、温湿度值、风压值、风速值以及图像信号，并具备振动物理量、加速度物理量、内部的裂纹和缺陷物理量以及应变物理量信号异常的报警功能，同时能够准确的确定各检测点所在建筑体中的具体位置信息，克服了现有土木工程结构健康状态监测由于多采用人工进行数据对比，需要巨大的工作量的缺点，并能够通过无线网络及时的将监测数据发送给监控终端，以便于工程人员及时了解土木工程结构的各具体部位的健康状况。
附图说明
图1是本发明的系统框图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
如图1所示，本实施例提供了一种土木工程健康监测系统及方法，其系统包括：中央处理器以及分别与中央处理器信号连接的建筑体检测单元、环境检测单元、GPS模块、无线通信模块一以及布设于建筑体内的若干个蓝牙局域网接入点；所述建筑体检测单元包括用于采集建筑体上测量点的振动物理量的震动检测装置、用于采集建筑体上测量点的加速度物理量的加速度检测装置、用于采集建筑体上测量点的内部的裂纹和缺陷物理量的移动探伤检测装置以及用于采集建筑体上测量点处应变物理量的应变检测装置；所述的各装置上分别设有与所述中央处理器通过无线通信模块一无线信号连接的无线摄像头，所述的各装置上还分别设有与所述蓝牙局域网接入点无线信号连接的蓝牙便携式定位模块；所述无线摄像头用于对测量点处进行录像或拍照，所述若干个蓝牙局域网接入点以及蓝牙便携式定位模块用于确定所检测的测量点在建筑体内的具体位置；所述环境检测单元用于检测建筑体所处环境的环境数据值；所述GPS模块用于获取建筑体所在处的地理位置数据；所述无线通信模块一与远程监控端无线通信连接，无线通信模块一将所述建筑体检测单元的各检测装置所检测到的各物理量、所述环境检测单元所检测到的环境数据值、GPS模块所获取的建筑体所处的地理位置数据、各无线摄像头所采集到的各测量点的图像数据以及各蓝牙便携式定位模块所确定的测量点在建筑体内的具体位置信息通过无线传输的方式发送至所述远程监控端。此外，所述无线通信模块一还与专家评估系统无线信号连接，所述专家评估系统与各建筑设计院以及建筑研究院的技术部门电脑连接，各建筑设计院以及建筑研究院的建筑技术专家能够通过特定的账号进入并共享上述各设备采集的信息数据，从而能够提供专业的评估报告。
进一步地，所述远程监控端包括处理模块，所述处理模块分别与无线通信模块二、监测数据存储模块、报警模块以及远端监控主机信号连接，所述远端监控主机分别与监测结果显示器、土木工程健康安全范围数据库以及移动接收终端信号连接；所述无线通信模块二与所述无线通信模块一无线通信连接。
进一步地，所述中央处理器与太阳能供电装置电连接，通过太阳能供电装置向该土木工程健康监测系统提供工作用电。
进一步地，所述环境检测单元包括用于采集空气酸碱度值的空气酸碱度检测仪、用于采集环境温湿度值的温湿度检测装置、用于采集风压值的风压测量仪以及用于采集风速值的风速测量仪。
进一步地，所述中央处理器是MSP430单片机或型号为OMRONCP1E-N20DR-D的PLC控制器。
本发明提供的土木工程健康监测方法，包括以下步骤：
1)分别通过建筑体检测单元的震动检测装置来采集建筑体上测量点的振动物理量，通过建筑体检测单元的加速度检测装置来采集建筑体上测量点的加速度物理量，通过建筑体检测单元的移动探伤检测装置来采集建筑体上测量点的内部的裂纹和缺陷物理量，通过建筑体检测单元的应变检测装置来采集建筑体上测量点处的应变物理量；分别通过环境检测单元的空气酸碱度检测仪来采集空气酸碱度值，通过环境检测单元的温湿度检测装置来采集环境温湿度值，通过环境检测单元的风压测量仪来采集风压值，通过环境检测单元的风速测量仪来采集风速值；通过布设于建筑体内的若干个蓝牙局域网接入点以及分别设置于震动检测装置、加速度检测装置、移动探伤检测装置以及应变检测装置上的蓝牙便携式定位模块来确定各检测装置所检测的测量点在建筑体内的具体位置信息；通过分别设置于震动检测装置、加速度检测装置、移动探伤检测装置以及应变检测装置上的与所述无线通信模块一信号连接的无线摄像头来采集各检测装置所检测的测量点处的图像数据；通过GPS模块来获取建筑体所处的地理位置数据；
2)通过与中央处理器信号连接的无线通信模块一分别将所述振动物理量、加速度物理量、裂纹和缺陷物理量、应变物理量、空气酸碱度值、环境温湿度值、风压值、风速值、各检测装置所检测的测量点在建筑体内的具体位置信息、各检测装置所检测的测量点处的图像数据以及建筑体所处的地理位置数据这些数据信息无线发送给远程监控端；
3)通过远程监控端的无线通信模块二接收步骤2)中所述的各数据信息，并通过处理模块进行处理，其中通过监测数据存储模块对各数据信息予以存储，通过远端监控主机将各数据信息分别与土木工程健康安全范围数据库中的安全数据范围进行比对，如有超出安全数据范围的数据信息，则通过与处理模块信号连接的报警模块予以报警提示；所述的各数据信息还通过远端监控主机发送至监测结果显示器以及移动接收终端予以显示。
综上所述，本发明提供的一种土木工程健康监测系统及方法，能够方便的采集包括建筑物检测点的振动物理量、加速度物理量、内部的裂纹和缺陷物理量、应变物理量信号、空气酸碱度值、温湿度值、风压值、风速值以及图像信号，并具备振动物理量、加速度物理量、内部的裂纹和缺陷物理量以及应变物理量信号异常的报警功能，同时能够准确的确定各检测点所在建筑体中的具体位置信息，克服了现有土木工程结构健康状态监测由于多采用人工进行数据对比，需要巨大的工作量的缺点，并能够通过无线网络及时的将监测数据发送给监控终端，以便于工程人员及时了解土木工程结构的各具体部位的健康状况。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。