[发明专利]一种远程桥梁养护控制系统及方法

说明书

本发明首先提供一种远程桥梁养护控制系统，包括监测模块、后台数据管理平台、客户端和互联网，所述监测模块包括若干个传感装置和设有第三MCU网关节点，所述传感装置和网关节点通过无线传感网络相互连接，所述网关节点通过移动网络与后台数据管理平台连接，所述后台数据管理平台和客户端与所述互联网连接；其次提供一种远程桥梁养护控制方法。本发明中的远程桥梁养护控制系统，利用物联网技术和移动通信技术，在桥梁上设置传感装置和网关节点，采用无线传感网络进行通讯，实现桥梁安全数据信息的采集、储存、显示及预警，管理者通过智能客户端即可远程管理和控制系统，避免人为检测，减少线路维修的工作量，节约了大量的资金和人力。

技术领域

本发明涉及桥梁安全监测技术领域，具体涉及一种远程桥梁养护控制系统及方法。

背景技术

桥梁是我国重要的工程项目之一，对于我们交通事业以及经济和社会的发展具有重大的意义，其中水泥混凝土构建在桥梁建设中占有重要位置。水泥构件强度性能受多方面影响，比如用水量、水泥矿物成分以及后期养护等。混凝土浇捣后，之所以能逐渐凝结硬化，主要是因为水泥水化作用的结果，而水化作用则需要适当的温度和湿度条件。当桥梁成型后，桥梁等结构的温度会随着环境温度的变化而发生变化，材料的温度变化将引起结构构件的变形，从而在构件内部产生应力。因此，对大型桥梁的温湿度参数进行监测、诊断、控制及评价，从而及时发现并消除结构的安全隐患，确保结构的安全性和可靠性，是当前国际学术界和工程界普遍关注和高度重视的热点。

当前对大型桥梁的温湿度监测就是采用传感设备或者元件，监测桥梁温湿度参数，评价结构的运营状况，为维修、报警决策提供可靠的依据。测温方式有接触式和非接触式两种，数据传输方式分为总线式和光纤方式。

(1)接触式桥梁温度检测：

常用的接触式桥梁温度检测采用各类温度传感器，有热电偶、热电阻、热敏电阻、晶体管温度传感器等，这些传感器事先要进行标定。有的传感器测量准确度还与导线长度、转换开关的接触电阻有关，有的则要求高稳定、高准确度的放大器。有些传感器的输出为模拟信号，必须经过专门的接口电路转换成数字信号后才能由微处理器进行处理。目前大多采用数字式温度传感器。

(2)光纤传感技术：

形变温度监测单元采用光纤光栅传感技术，该系统主要由光纤光栅传感系统、光纤光栅网络分析系统、光纤通讯传输网络、信息处理和分析系统构成。在该网络中，不同类型的传感器可以连接在同一个测量通道中，温度传感器的精度为0.5℃。网络分析仪的扫描频率一般是1～200Hz。

(3)非接触式路面温度传感技术：

红外成像检测技术是20世纪发展起来的一种新的无损检测技术。红外线是波长0.78～1000um的电磁波，任何高于绝对零度的物体都是红外辐射源。当通过接收物体发出的红外辐射，将其热像显示在图片上，通过测量结构表面的温度场分布情况来判断结构的内部缺陷。

对以上实现方案进行技术比较之后，各方案的不足在于：

(1)红外成像测温技术不利于工程应用

红外成像技术容易形成大容量数据，其传输方式对数据处理和分析存在局限性。

(2)有线方式存在多种技术问题

桥梁现场施工环境比较恶劣，常规的有线温湿度检测受到极大的限制，无法满足温湿度监测点分布广而且零散的需求。采用光纤方式，探头和导线总体成本高；采用总线方式，更存在数量上限，系统能够容纳的测点少，数据误差大，实时性低，无法满足大体积混凝土的现代化施工要求，且多个传感器的信号在总线上易于串扰。总线损坏，所有传感器立即失效。

(3)只能现场办公，不能远程控制