[发明专利]一种无线智能索力监测方法

说明书

本发明公开了一种无线智能索力监测方法，属于仪器仪表技术领域，包括管理服务器(1)、数个客户终端(2)、数据库服务器(3)、中心节点终端(4)和数个传感器节点(5)，采用频率法测量索力，实现了快速搭建低成本、自组网和自恢复的智能无线索力监测系统，代替传统的有线方式，方便安装，降低了系统建设成本，提高了桥梁监测水平。

技术领域

本发明属于仪器仪表技术领域。

背景技术

斜拉索作为斜拉桥主要的承重构件，在长达几十年的使用期内，环境侵蚀，材料老化、长期荷载、疲劳效应与突变效应等灾害因素的耦合作用下，将不可避免地导致结构和系统的损伤积累和抗力衰减，从而抵抗自然灾害、甚至正常环境作用下的能力下降，极端情况下将引发灾难性的突发事故。为保证桥梁结构的安全运营，对索力进行监测，了解拉索的结构健康状态，具有重要的实际意义。

常见的索力测试装置有压力环、磁通量传感器、光纤光栅智能拉索等，其中压力环和光纤光栅智能拉索能够直接测量出索力，但它们适合于安装和应用在新建桥梁上，在已建成的桥梁上安装应用极其麻烦。并且，这些索力监测传感器一般价格昂贵、安装复杂(只能用于新建桥梁)，另外传感器的耐久性比较差，这些固有弱点限制了上述传感器的大规模应用。由于更换索力监测传感器耗时耗力，价格昂贵，因而亟需发展一种省时、省力、经济的实时索力监测系统。

传统的索力监测设备都是同一时刻只能测量一根索的索力值，然而，对于拉索桥这样的大型结构而言，需要测量整体在同一时刻的索力情况，传统的监测设备不能满足实时性的需求；在大型桥梁监测领域，同时测量不同索的索力值，整体绘制出建筑物的索力受力情况，对分析桥梁的安全有着重要的意义。

传统的桥梁索力传感器，数据传输采用有线连接方式进行，利用电缆线传递测试信号，存在着布线复杂、工作繁琐、信号易受干扰、可靠性低等缺点。无法对布线困难的或者人员无法到达的区域进行监测。

发明内容

本发明的目的是提供一种无线智能索力监测方法，采用频率法测量索力，实现了快速搭建低成本、自组网和自恢复的智能无线索力监测系统，代替传统的有线方式，方便安装，降低了系统建设成本，提高了桥梁监测水平。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种无线智能索力监测系统，包括管理服务器、数个客户终端、数据库服务器、中心节点终端和数个传感器节点，管理服务器和所有客户终端均通过互联网连接数据库服务器，中心节点终端通过GPRS网络连接数据库服务器；

中心节点终端包括中心节点主控芯片、存储模块、日历芯片、GPRS模块、中心节点无线通信模块和电源模块，中心节点主控芯片设有第一组IO口、第二组IO口、第三组IO口和第四组IO口，存储模块连接所述第一组IO口，日历芯片连接所述第二组IO口，GPRS模块连接所述第三组IO口，中心节点无线通信模块连接所述第四组IO口；

电源模块为中心节点主控芯片、存储模块、日历芯片、GPRS模块和中心节点无线通信模块供电；GPRS模块通过GPRS网络与数据库服务器通信；

传感器节点包括传感器节点主控芯片、唤醒逻辑电路、重力加速度陀螺仪传感器、传感器节点无线通信模块、计时模块、太阳能电池板、电池管理模块、锂电池和USB接口，传感器节点主控芯片设有第五组IO口、第六组IO口、第七组IO口、第一中断输入端、第二中断输入端和第三中断输入端，重力加速度陀螺仪传感器的信号输出端连接所述第五组IO口，传感器节点无线通信模块的信号输出端连接所述第六组IO口，计时模块的信号输出端连接所述第七组IO口；

唤醒逻辑电路包括场效应管Q1、场效应管Q2、场效应管Q3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和电阻R9，场效应管Q1的漏极连接电池管理模块的输出端，场效应管Q1的栅极连接计时模块的中断输出端，场效应管Q1的源极通过串联在一起的电阻R4和电阻R5连接地线，电阻R4和电阻R5的连接点连接所述第一中断输入端；