多参数工程结构健康识别系统的制作方法

本发明属于工程检测技术领域，涉及多参数工程结构健康识别系统。

背景技术：

工程结构存在于房屋、桥梁、铁路、公路、水工、海工、港口、地下等工程的建筑物、构筑物和设施中，以建筑材料制成的各种称重构件相互连接成一定形式的组合体。工程结构必须在使用期内安全、适用、耐久地承受外加的或内部形成的各种作用，否则就会给人们的生产生活带来巨大的损失，因此，在工程结构交付使用前，必须对其进行全面的健康检测。随着经济发展节奏的加快，需要新建大量的工程结构，有的工期非常紧，例如，北京三元桥更换仅用了48小时，留给检测的时间就更短了。目前，工程检测的方法仍是检测人员到现场实地测量数据、将测量数据进行汇总、分析得到最终的检测结果，这种方式效率低下、已不能适应社会快速发展的需要。

技术实现要素：

本发明提出多参数工程结构健康识别系统，解决了现有技术中工程结构检测效率低的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：包括多组划界装置，多组划界装置将待测工程结构划分为多个间隔的检测区域，每个检测区域内均设置有多个传感器，所述划界装置和所述传感器内均设置有gps定位模块，且所述划界装置和所述传感器均与服务器连接，包括如下步骤：

根据各组内划界装置的gps定位信息，计算每个检测区域的中心点坐标，并为每个检测区域分配唯一的编号；

根据每个传感器的gps定位信息和每个检测区域的中心点坐标，确定每个传感器所在的检测区域编号；

根据同一个检测区域编号内的传感器数据，确定该检测区域内待测工程结构的健康程度。

进一步，根据每个传感器的gps定位信息和每个检测区域的中心点坐标，确定每个传感器所在的检测区域编号，具体为：

计算传感器与每个检测区域中心点的距离，选择距离最小的检测区域编号作为该传感器所在的检测区域编号。

进一步，所述传感器为多种，包括应变计、加速度计、静力水准仪和裂缝计，每种传感器均有不同的标识字段。

进一步，所述划界装置和所述传感器内还设置有zigbee通信模块，还包括步骤：

读取预先存储的待测工程结构的设计图，将每个划界装置的坐标在待测工程结构的设计图上显示，每组内各划界装置的坐标依次连线得到该组划界装置对应的检测区域；

根据各检测区域内每个传感器接收到zigbee通信模块的信号强度，确定传感器在该检测区域的精确位置；

根据待测工程结构的设计图，调整传感器在所属检测区域的精确位置。

进一步，据各检测区域内每个传感器接收到zigbee通信模块的信号强度，确定传感器在该检测区域的精确位置，具体为：

检测区域为矩形，所述矩形的检测区域由依次设置的划界装置一、划界装置二、划界装置三和划界装置四确定；

以划界装置一为原点，划界装置一到划界装置二的方向为x轴、划界装置一到划界装置四的方向为y轴，建立直角坐标系；

计算划界装置一与划界装置二之间的距离，以及划界装置一与划界装置四之间的距离；

读取传感器接收到划界装置一的zigbee通信模块的信号强度一、传感器接收到划界装置二的zigbee通信模块的信号强度二、传感器接收到划界装置四的zigbee通信模块的信号强度四；

根据信号强度一和信号强度二的比值，以及划界装置一与划界装置二之间的距离，得到传感器在x轴方向上的坐标值；

根据信号强度一和信号强度四的比值，以及划界装置一与划界装置四之间的距离，得到传感器在y轴方向上的坐标值；

根据传感器在x轴方向上的坐标值和传感器在y轴方向上的坐标值，得到传感器在该检测区域的精确位置。

本发明的工作原理及有益效果为：

本发明中多组划界装置将待测工程结构划分为多个检测区域，并且同时在多个检测区域内设置传感器，每个检测区域都有唯一的编号，当多个传感器的数据同时上传到服务器时，服务器根据gps定位信息，可以确定传感器所属的区域编号，对同一个检测区域内的传感器进行综合分析，得到该检测区域内待测工程结构的健康程度。为避免位于检测区域边界的传感器被同时划分到两个检测区域、造成检测结果偏差，检测区域之间设置有一定的间隔空间。

本发明通过检测区域编号对传感器数据进行区分，无需对单个传感器分别进行编号设置，节省了设置的时间，实现了待测工程结构的快速检测，有利于缩短工程周期，同时，分段检测有利于准确定位不合格区段。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明工程结构检测流程图；

图2为本发明中检测区域分布示意图；

图3为本发明中传感器精确定位方法示意图；

图中：1-划界装置一，2-划界装置二，3-划界装置三，4-划界装置四，5-检测区域，6-传感器，7-待测工程结构。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图3所示，为本实施例健康识别系统包括多组划界装置，多组划界装置将待测工程结构划分为多个间隔的检测区域，每个检测区域内均设置有多个传感器，所述划界装置和所述传感器内均设置有gps定位模块，且所述划界装置和所述传感器均与服务器连接，包括如下步骤：

根据各组内划界装置的gps定位信息，计算每个检测区域的中心点坐标，并为每个检测区域分配唯一的编号；

根据每个传感器的gps定位信息和每个检测区域的中心点坐标，确定每个传感器所在的检测区域编号；

根据同一个检测区域编号内的传感器数据，确定该检测区域内待测工程结构的健康程度。

本发明中多组划界装置将待测工程结构划分为多个检测区域，并且同时在多个检测区域内设置传感器，每个检测区域都有唯一的编号，当多个传感器的数据同时上传到服务器时，服务器根据gps定位信息，可以确定传感器所属的区域编号，对同一个检测区域内的传感器进行综合分析，得到该检测区域内待测工程结构的健康程度。为避免位于检测区域边界的传感器被同时划分到两个检测区域、造成检测结果偏差，检测区域之间设置有一定的间隔空间。如图2所示，检测工作分两次进行，如图2(a)所示，第一次通过等间隔设置多组划界装置，将待测工程结构划分为等间隔的段进行检测；如图2(b)所示，第二次平移多组划界装置的位置，进行剩余路段的检测。

本发明实现了待测工程结构的快速检测，有利于缩短工程周期，同时，分段检测有利于准确定位不合格区段。

进一步，根据每个传感器的gps定位信息和每个检测区域的中心点坐标，确定每个传感器所在的检测区域编号，具体为：

计算传感器与每个检测区域中心点的距离，选择距离最小的检测区域编号作为该传感器所在的检测区域编号。

通过计算每个检测区域中心点的坐标，并比较传感器与各检测区域中心点的距离，可以准确得出每个传感器所属的检测区域，而且数据计算量小。

进一步，所述传感器为多种，包括应变计、加速度计、静力水准仪和裂缝计，每种传感器均有不同的标识字段。

传感器为多种，每种传感器均有不同的标识字段，服务器根据标识字段区分传感器的类型，通过综合分析各检测区域内不同传感器的数据，进行该区域内工程结构的健康程度判断，有利于提高识别的准确度。

进一步，所述划界装置和所述传感器内还设置有zigbee通信模块，还包括步骤：

读取预先存储的待测工程结构的设计图，将每个划界装置的坐标在待测工程结构的设计图上显示，每组内各划界装置的坐标依次连线得到该组划界装置对应的检测区域；

根据各检测区域内每个传感器接收到zigbee通信模块的信号强度，确定传感器在该检测区域的精确位置；

根据待测工程结构的设计图，调整传感器在所属检测区域的精确位置。

通过导入待测工程结构的设计图，并将划界装置和传感器在待测工程结构设计图的对应位置进行显示，服务器端的操作人员可以根据待测工程结构的设计图指导现场工作人员对传感器的安装位置进行微调，以实现待测工程结构的精确检测。

进一步，据各检测区域内每个传感器接收到zigbee通信模块的信号强度，确定传感器在该检测区域的精确位置，具体为：

检测区域为矩形，所述矩形的检测区域由依次设置的划界装置一、划界装置二、划界装置三和划界装置四确定；

以划界装置一为原点，划界装置一到划界装置二的方向为x轴、划界装置一到划界装置四的方向为y轴，建立直角坐标系；

计算划界装置一与划界装置二之间的距离，以及划界装置一与划界装置四之间的距离；

读取传感器接收到划界装置一的zigbee通信模块的信号强度一、传感器接收到划界装置二的zigbee通信模块的信号强度二、传感器接收到划界装置四的zigbee通信模块的信号强度四；

根据信号强度一和信号强度二的比值，以及划界装置一与划界装置二之间的距离，得到传感器在x轴方向上的坐标值；

根据信号强度一和信号强度四的比值，以及划界装置一与划界装置四之间的距离，得到传感器在y轴方向上的坐标值；

根据传感器在x轴方向上的坐标值和传感器在y轴方向上的坐标值，得到传感器在该检测区域的精确位置。

本实施例中，以公路为例，如图3所示，沿公路的长度方向设置多个检测区域，每个检测区域为矩形，由依次设置的划界装置一、划界装置二、划界装置三和划界装置四依次连接而成，矩形区域的长度方向与公路的长度方向一致。以划界装置一为原点，以矩形区域的长度方向为x轴，以矩形的宽度方向为y轴建立直角坐标系，传感器接收到的划界装置的zigbee通信模块的信号强度与距离划界装置的远近相关，距离越远，信号强度越小，例如传感器接收到的划界装置一的zigbee通信模块的信号强度一为-50db、传感器接收到划界装置二的zigbee通信模块的信号强度二为-100db，划界装置一与划界装置二之间的距离为300m，则在x轴方向上，传感器与划界装置一之间的距离为300*50/(100+50)＝100m，即传感器在x轴上的坐标为100m；同理，如果该传感器接收到的划界装置四的zigbee通信模块的信号强度四为-70db，划界装置一与划界装置四之间的距离为30m，则在y轴方向上，传感器与划界装置一之间的距离为30*50/(50+70)＝12.5m，即传感器在y轴上的坐标为12.5m；综上，得到传感器在所属检测区域的精确位置为坐标点(100，12.5)，如果服务器端的操作人员想把该传感器的位置进行微调，可以根据该坐标点的位置指导现场工作人员对传感器位置进行移动。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。