[发明专利]一种基于无线传感器网络的桥梁健康监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁监测领域，具体涉及一种基于无线传感器网络的桥梁健康监测系统。

背景技术

相关技术中，采用有线监测网络对桥梁进行监测，而有线监测网络一方面需要布设大量的电力和通信线缆，成本较高，布设难度大，需要浪费较多的人力物力。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种基于无线传感器网络的桥梁健康监测系统。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

提供了一种基于无线传感器网络的桥梁健康监测系统，包括基于无线传感器网络的桥梁监测装置、基站设备和桥梁监测中心；所述基于无线传感器网络的桥梁监测装置包括多个传感器节点，传感器节点对桥梁各危险部位进行监测感知，并将获得的桥梁危险部位感知数据发送至基站设备；所述基站设备汇聚各传感器节点发送的桥梁危险部位感知数据，进行处理后转发至桥梁监测中心；桥梁监测中心用于对基站设备发送的桥梁危险部位感知数据进行分析和处理，并输出监测结果。

优选地，所述桥梁危险部位感知数据包括桥梁危险部位的应力数据、加速度数据、位移数据。

优选地，所述桥梁监测中心包括数据分析模块和显示模块，该数据分析模块将收到的桥梁危险部位感知数据与对应设定的安全阈值进行比较，输出比较结果，并由显示模块进行比较结果显示。

本发明的有益效果为：利用无线传感器网络技术实现了桥梁的无线监测，系统结构简单，监测精度较高，且可有效地节省人力物力。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1本发明一个实施例的结构示意框图；

图2是本发明一个实施例的桥梁监测中心的框图示意图。

附图标记：

基于无线传感器网络的桥梁监测装置1、基站设备2、桥梁监测中心3、数据分析模块10、显示模块20。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

参见图1，本实施例提供的一种基于无线传感器网络的桥梁健康监测系统，包括基于无线传感器网络的桥梁监测装置1、基站设备2和桥梁监测中心3；所述基于无线传感器网络的桥梁监测装置1包括多个传感器节点，传感器节点对桥梁各危险部位进行监测感知，并将获得的桥梁危险部位感知数据发送至基站设备2；所述基站设备2汇聚各传感器节点发送的桥梁危险部位感知数据，进行处理后转发至桥梁监测中心3；桥梁监测中心3用于对基站设备2发送的桥梁危险部位感知数据进行分析和处理，并输出监测结果。

其中，所述桥梁危险部位感知数据包括桥梁危险部位的应力数据、加速度数据、位移数据。传感器节点包括用于对桥梁危险部位进行探测的传感器，其中传感器包括应力传感器、加速度传感器、位移传感器。

在一个实施例中，如图2所示，桥梁监测中心3包括数据分析模块10和显示模块20，该数据分析模块10将收到的桥梁危险部位感知数据与对应设定的安全阈值进行比较，输出比较结果，并由显示模块20进行比较结果显示。可选地，该桥梁监测中心3为计算机或云服务器。

本发明上述实施例利用无线传感器网络技术实现了桥梁的无线监测，避免了布线，系统结构简单，监测精度较高，且可有效地节省人力物力。

在一个实施例中，各传感器节点的感知半径相等，各传感器节点皆部署于设定的桥梁监测区域内，为实现对桥梁监测区域的全面监测，设N_min表示传感器节点的最小部署个数，按照下列公式计算N_min：

式中，Q表示所述设定的桥梁监测区域的面积，S_α为预部署的传感器节点间的最小距离，S_β为预部署的传感器节点到桥梁监测区域边界的最小距离，K表示预设的传感器节点覆盖率，为传感器节点的感知半径，Q与同单位，a为预设的余量因子，a的取值范围为[0.1,0.2]；

式中，f(·)为预设的取值函数，当时，当时，int[·]为取整函数。