一种基于ZIGBEE网络的桥梁结构健康监测装置的制作方法

文档序号:15436379发布日期:2018-09-14 22:14阅读:186来源:国知局

本实用新型涉及一种桥梁结构健康监测装置,特别涉及一种基于ZIGBEE网络的桥梁结构健康监测装置。



背景技术:

桥梁是指架设在江河湖海上,使车辆行人等能顺利通行的构筑物。为适应现代高速发展的交通行业,桥梁亦引申为跨越山涧、不良地质或满足其他交通需要而架设的使通行更加便捷的建筑物。桥梁一般由上部构造、下部结构、支座和附属构造物组成,上部结构又称桥跨结构,是跨越障碍的主要结构;下部结构包括桥台、桥墩和基础;支座为桥跨结构与桥墩或桥台的支承处所设置的传力装置;附属构造物则指桥头搭板、锥形护坡、护岸、导流工程等。桥梁在建造和使用过程中,需要随时的对其质量进行检测,目前也针对性的生产了众多的检测元器件。这些元器件通常安装于桥梁的表面或嵌合于桥梁中部,并通过导线连接一个分析控制器,但是众多的导线会影响到桥梁主体的结构,因此人们希望通过ZIGBEE通信装置来解决这一问题。ZIGBEE是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定,ZIGBEE技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称(又称紫蜂协议)来源于蜜蜂的八字舞,由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息,也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。简而言之,ZIGBEE就是一种便宜的,低功耗的近距离无线组网通讯技术。ZIGBEE是一种低速短距离传输的无线网络协议。ZIGBEE协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE802.15.4标准的规定,对各种涉及桥梁健康的小问题进行监控和分析,将关于桥梁健康的小问题解决在萌芽状态。



技术实现要素:

本实用新型提供了一种基于ZIGBEE网络的桥梁结构健康监测装置,解决了目前普通的桥梁检测装置使用导线连接导致的监测效果差的问题,在众多的桥梁检测元器件中嵌入ZIGBEE模块进行数据传输,构成一个数据传输网络。

为了解决上述技术问题,本实用新型提供了如下的技术方案:

本实用新型提供了一种基于ZIGBEE网络的桥梁结构健康监测装置,包括桥梁主体、监测单元模块、超声波探伤头、预处理芯片、ZIGBEE通信芯片、远程通信芯片和主控制中心,所述桥梁主体的内壁和外表固定安装有若干所述监测单元模块,所述监测单元模块是一个中空的腔体,所述监测单元模块的表面固定安装有所述超声波探伤头、温湿度计和压力计,所述监测单元模块的内腔中固定安装有电池、所述预处理芯片、所述ZIGBEE通信芯片和所述远程通信芯片,所述超声波探伤头、所述温湿度计和所述压力计电性连接所述预处理芯片的信号输入端,所述预处理芯片的指令输出端分别电性连接所述ZIGBEE通信芯片和所述远程通信芯片,若干所述监测单元模块之间通过所述ZIGBEE通信芯片进行数据传输,若干所述监测单元模块均通过所述远程通信芯片传输数据至所述主控制中心。

作为本实用新型的一种优选技术方案,所述主控制中心同时与若干个所述远程通信芯片进行数据传输。

作为本实用新型的一种优选技术方案,所述主控制中心是包含有CPU芯片的通用电脑或包含有PLC模块的工控电脑。

作为本实用新型的一种优选技术方案,所述预处理芯片是智能ICU芯片。

作为本实用新型的一种优选技术方案,所述远程通信芯片是是GSM通信芯片或CDMA通信芯片。

本实用新型所达到的有益效果是:本实用新型结构紧密、使用方便,解决了目前普通的桥梁检测装置使用导线连接导致的监测效果差的问题,在桥梁中安装若干个监测单元模块,监测单元模块中安装有超声波探伤头、温湿度计和压力计对桥梁主体结构进行检测,监测单元模块中还安装了电池、预处理芯片、ZIGBEE通信芯片和远程通信芯片对检测结果进行分析处理,并将处理结果使用ZIGBEE通信芯片在近距离内传送或通过远程通信芯片传输至主控制中心进,若干个监测单元模块分别通过自身的ZIGBEE通信芯片和远程通信芯片构成一个数据网络,综合控制中心进一步对检测的桥梁信号进行分析,将微小的问题解决在萌芽状态。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的限制。在附图中:

图1是本实用新型的主观结构示意图;

图2是本实用新型安装于桥梁的结构示意图;

图3是本实用新型的信号传输逻辑结构示意图;

图中:1、桥梁主体;2、监测单元模块;3、超声波探伤头;4、温湿度计;5、压力计;6、电池;7、预处理芯片;8、ZIGBEE通信芯片;9、远程通信芯片;10、主控制中心。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1-3所示,本实用新型提供一种基于ZIGBEE网络的桥梁结构健康监测装置,包括桥梁主体1、监测单元模块2、超声波探伤头3、预处理芯片7、ZIGBEE通信芯片8、远程通信芯片9和主控制中心10,桥梁主体1的内壁和外表固定安装有若干监测单元模块2,监测单元模块2是一个中空的腔体,监测单元模块2的表面固定安装有超声波探伤头3、温湿度计4和压力计5,监测单元模块2的内腔中固定安装有电池6、预处理芯片7、ZIGBEE通信芯片8和远程通信芯片9,超声波探伤头3、温湿度计4和压力计5电性连接预处理芯片7的信号输入端,预处理芯片7的指令输出端分别电性连接ZIGBEE通信芯片8和远程通信芯片9,若干监测单元模块2之间通过ZIGBEE通信芯片8进行数据传输,若干监测单元模块2均通过远程通信芯片9传输数据至主控制中心10。

进一步,主控制中心10同时与若干个远程通信芯片9进行数据传输,以实现本实用新型对桥梁不同部位进行检测,以及对多个桥梁的健康进行远程监测和分析处理。

进一步,主控制中心10是包含有CPU芯片的通用电脑或包含有PLC模块的工控电脑,从而对桥梁中的多个部位的健康进行远程监测和分析处理进行精确的控制。

进一步,预处理芯片7是智能ICU芯片,可以准确的对超声波探伤头3、温湿度计4、压力计5检测的相关信号进行初步处理。

进一步,远程通信芯片9是是GSM通信芯片或CDMA通信芯片,GSM通信芯片和CDMA通信芯片是成熟稳定的通信装置,远程通信芯片9采用GSM通信芯片和CDMA通信芯片可以大幅提高本实用新型通信的稳定性能,并且降低通信费用。

本实用新型结构紧密、使用方便,在桥梁中安装若干个监测单元模块2,监测单元模块2中安装有超声波探伤头3、温湿度计4和压力计5对桥梁主体结构进行检测,监测单元模块2中还安装了电池6、预处理芯片7、ZIGBEE通信芯片8和远程通信芯片9对检测结果进行分析处理,并将处理结果使用ZIGBEE通信芯片8在近距离内传送或通过远程通信芯片9传输至主控制中心10进,若干个监测单元模块2分别通过自身的ZIGBEE通信芯片8和远程通信芯片9构成一个数据网络,综合控制中心10进一步对检测的桥梁信号进行分析和处理,将微小的问题解决在萌芽状态,因此具有很好的实用价值。

最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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