[实用新型]建设工程健康监护管理芯片及系统

说明书

本实用新型提供了一种建设工程健康监护管理芯片及系统，通过管理芯片在电磁波中获取能量，定时进行传感器的数据采集并主动发送；管理系统通过信号中继设备获取管理芯片采集的数据并发送到数据服务器，信号中继设备还设置有远距离无线充电基站，用于对管理芯片远距离充电。通过对数据进行分析和验证，得到该建设工程在质量方面发生的变动，以确定是否需要进行维护和维修，保证建设工程的正常使用。本实用新型采用的芯片能够直接封装在建设工程的混凝土中，使用时间能够长达30年以上，使用方便，获取信息完全，降低维护成本，减少人力，有效的预防并测控建设工程的安全隐患。

技术领域

本实用新型涉及一种应用于各种建设工程的物联网装置、通信及数据管理方法，尤其是涉及一种建设工程健康监护管理芯片及系统。

背景技术

建设工程是指为人类生活、生产提供物质技术基础的各类建筑物和工程设施的统称。建设工程是人类有组织、有目的、大规模的经济活动。建设工程按照自然属性可分为建筑工程、土木工程和机电工程三类。建设工程是人类有组织、有目的、大规模的经济活动。是固定资产再生产过程中形成综合生产能力或发挥工程效益的工程项目。建设工程是指建造新的或改造原有的固定资产。

混凝土，简称为砼(tóng)，是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料；与水(可含外加剂和掺合料)按一定比例配合，经搅拌而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程。

对于桥梁、隧道、楼房等各种建筑，通常采用混凝土进行主体建造或者搭建形成，随着建造完成，这些混凝土建筑或部件在使用过程中，会受到外力影响或者自身发生形变，使得质量下降，存在安全隐患，不利于继续使用，需要维护、保养或者更换，而混凝土建筑的使用寿命一般都在30年以上，那么在这么长的时间内，如何有效的监控到混凝土的质变，是需要解决的问题。

有的解决方案是对建筑构件采用RFID标签进行标记，可移植入混凝土中，也可以不植入，主要目的是在生产制造时轻松的识别构件(部件)，做到有序的进行建造，在后面的维护中，如果产生质变，人工发现问题后，可以根据标签获取对应的构件相关数据。

有的解决方案是采用有源RFID芯片，利用连接到的传感器进行检测，但是因为能量消耗问题，所以通常有源RFID芯片布置在外侧，且需要独立进行供电，对于数量巨大的建筑构件形成的工程，则难以进行能量供应，以及难以检测到构件内部发生的质变。

还有的解决方案是采用无源RFID芯片，所述无源RFID芯片可以内置于建筑构件中，并通过与其连接的传感器进行数据读取。在自由空间无源RFID芯片的感应距离能达到2-5米左右，但是无源RFID芯片内置之后，受到混凝土的影响，感应到的电磁波微弱，难以提供足够的电量，尤其是在特殊应用场景例如芯片植入混凝土结构物内部，感应距离将大大缩短。同时不能从建筑构件中脱离，即使采用低功耗，在无源RFID芯片内置的电池容量被传感器消耗掉后，也不能继续工作。只能沿布置有无源RFID芯片的建筑构件方向，利用RFID阅读器沿线进行数据读取，无法做到主动发送数据。

进一步的，建筑构件的建设工程内部一般没有或者不一定全线覆盖电磁波信号，导致建设工程内部通讯条件较差，鉴于芯片数据系统的独立性，一般不能占用建设工程内部用于通讯或机车信号的通讯光缆，在大部分情况下必须独立建立无线通讯网络。

实用新型内容

本实用新型提供了一种建设工程健康监护管理芯片及系统，解决了建设工程在使用期间整体或者部分发生质量变化的检测问题，其技术方案如下所述：

一种建设工程健康监护管理芯片，包括能量采集天线、能量储存单元、唤醒单元、微控制器、数据采集传感器；

能量采集天线采用RF接收端电路持续收集空中电磁波信号的能量，并存储到能量存储单元；