[发明专利]一种基于无线自组网的载荷位移测量系统

说明书

技术领域

本发明属于路基路面无损检测和评价技术领域，涉及一种基于无线自组网的载荷位移测量系统，应用在公路质量检测现场或建筑工地现场的路基路面位移测量、数据的无线传输和质量结果的显示。

背景技术

在以往的检测现场，通常采用一种传统的载荷位移测量系统检测道路路基和路面的动态弯沉，为道路工程建设提供质量依据。该类载荷位移测量系统通常被称为弯沉仪或动态变形模量测试仪，主要由上位机、数据线和下位机组成。

在道路现场使用传统的载荷位移测量系统检测时，使用前需要拉开数据线通过航插连接上位机和下位机，准备工作繁琐。在使用过程中，按照工程质量检验的要求，需要在路基或路面上不断地更换测量点。其中，上位机由控制箱和笔记本电脑组成，上位机和下位机的体积和重量大，单人无法一趟搬走，所以至少需要单人搬运两趟或两个人协同搬运一趟才能把上位机和下位机搬到下一个测量点，费时费力；同时搬运过程中还要考虑传输线的长度限制问题，有时候过度拉扯数据线和航插会造成测量数据不准确或丢失，数据的传输严格受制于长度有限的数据线。另外，由于控制盒和笔记本的叠加高度小，用户需要蹲着操作笔记本电脑，处理下位机送来的数据，使用极其不方便。因此，研制一种结构简单、便携性强、操作简单的载荷位移测量系统显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于无线自组网的载荷位移测量系统，其精简了测量系统的组成架构，提高了系统的便携性、易操作性和数据传输的稳定性。

实现本发明目的技术方案：一种基于无线自组网的载荷位移测量系统，其包括下位机、无线传输控制系统和上位机；

所述的下位机包括机械冲力机构、传感器感应机构和数据采集卡；其中，操作机械冲力机构产生冲击力作用于路面，路面产生位移形变，传感器感应机构感应冲击力和路面位移形变，同时将冲击力和位移量转换为模拟电信号，该模拟信号经过数据采集卡的采样和量化处理后转化为数字信号，经由UART单元提供给无线发射机构；

所述的无线传输控制系统包括无线发射机构、无线AP和无线接收机构；

无线发射机构包括控制器、UART单元、缓存区和TCP/IP协议栈；其中，UART单元与下位机的数据采集卡通过UART串口连接，UART单元接受数据采集卡发送过来的冲击力和位移的混合数据后，在控制器的控制下将数据暂时存放到缓冲区中，当缓冲区填满时，数据被送到TCP/IP协议栈，TCP/IP协议栈将数据进行无线发送到无线接收机构中；

无线AP包括无线AP模块和电源模块；其中，无线AP模块起无线接入的作用，按照设置好的参数与无线发射机构、无线接收机构组成无线WIFI星型拓扑网络；

无线接收机构包括无线WIFI模块和接口函数单元；无线WIFI模块接收无线发射机构的TCP/IP协议栈发送的送来的无线数据，接口函数单元提供了一种函数调用接口，上位机的测量软件调用此单元的函数即可获取无线WIFI模块接收的无线数据。

所述的上位机包括Android手机和手机上运行的测量软件；该测量软件由Java语言开发，运行于Android手机，它从无线接收机构的接口函数单元中获取到无线数据后，将其解析成有意义的物理数据，这些数据经过电压值与码制换算、滤波处理、极值判定后，最终以曲线和峰值显示，并被保存到手机中。

如上所述的一种基于无线自组网的载荷位移测量系统，其所述的无线WIFI星型拓扑网络是基于IEEE 802.11b标准的无线局域网，网络链路安全稳定，网间的各个设备能相互访问。

如上所述的一种基于无线自组网的载荷位移测量系统，其所述的TCP/IP协议栈也接收上位机发送过来的无线数据。

本发明的效果在于：

本发明针对传统载荷位移测量系统在使用、运输、数据传输和数据处理系统方面的不足，提供一种结构简单、可靠性高、采用无线自组网技术进行数据通信的载荷位移测量系统。用户可以彻底摆脱数据线和航插的缺点限制，只需单手操作掌中的上位机即可完成数据的采集、传输和处理，更换测量点时，不受制于上位机和下位机之间的数据线长度，单人单趟即可移动整个测量系统，提高了载荷位移测量系统的便携性、易操作性和数据传输的稳定性。