[发明专利]一种基于LoRa的大体积混凝土强度预测方法

权利要求书

1.一种基于LoRa的大体积混凝土强度预测方法，其特征在于，下位机模块采集混凝土温湿度数据并将采集到的数据传输至上位机模块，上位机模块根据混凝土温湿度数据和混凝土强度数据建立BP神经网络的混凝土强度预测模型输出混凝土强度预测结果；

所述下位机模块包括：主控芯片、温度采集卡、温湿度传感器、LoRa无线串口模块和继电器模块；

所述主控芯片分别温度采集卡、温湿度传感器、LoRa无线串口模块和继电器模块；

所述主控芯片使用12V直流供电，两个串口分别连接无线传输模块和温度采集卡；使用32路IO口控制继电器；

所述温度采集卡与温湿度传感器连接，使用24V直流电源供电，12路温湿度传感器输入，连接测温探头，设置1Hz的采样频率，通过RS485总线和SP3485芯片连接主控芯片串口上，使用MODBUSRTU通讯协议进行数据交互；

所述温湿度传感器用于测温，探头连接三芯屏蔽线，使用温度采集卡输出的5V电源供电，测温范围为55℃～+125℃，测量误差为1℃；

所述继电器模块通过RS485总线与温度采集卡连接，共有34路，其中32路用于控制测温探头电源，一路用于控制采集卡电源，一路用于控制32路继电器电源，使用D-50B输出的5V电压供电；

所述LoRa无线串口模块用于建立上位机模块和下位机模块的双向通信；LoRa无线串口模块功率为1W，LoRa扩频调制且多对一组网，使用433MHz频段，自定义通道指定数据的传输方向；

所述上位机模块用于接收并显示下位机传输的数据以及混凝土强度预测结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于LoRa的大体积混凝土强度预测方法，其特征在于，所述获取混凝土强度数据方法是：收集某刻的表层温度(℃)数据，记录此时温度的持续时间(h)，通过温度对应等效系数表找到此刻的表层温度对应的等效系数α_T，将此刻温度持续时间和α_T代入t＝Σα_Tt_T计算出t，将t等效为D代入即可得到混凝土强度f(N/mm²)。

3.根据权利要求2所述的一种基于LoRa的大体积混凝土强度预测方法，其特征在于，所述下位机模块采集流程包括以下步骤：

S110.取承台的四分之一处布置测点，8路温湿度传感器分别测量环境温度、最高温度、峰值温度、表层温度、底层温度、进水温度、出水温度和中心温度。

S120.配置模块，LoRa通信模块使用定点透传功能，将下位机采集模块与对应的上位机模块配置相同的模块地址，将空速调整至0.3K，温度采集卡配置不同的模块地址；

S130.配置上位机模块调试界面，填入路线和承台部位，记录大体积混凝土注入冷却水的时间点、输入入模温度值、输入参数告警阈值和输入中心温度；

S140.读取温度采集卡采集到的温度数据，接通采集卡和测温探头的电源，使用RS485总线向温度采集卡发出读取指令，根据MOBBUS RTU协议发送设备号、功能号、寄存器地址、寄存器数并计算CRC校验码，发送指令后读取温度采集卡返回的数据，使用CRC校验验证是否接收到正确的数据格式，在接收到的数据中提取各采样点的温度；

S150.接受到数据后判断数据采集卡工作是否正常，当温度采集卡无法采集到数据时断开所有测温探头电源并逐个接通，将损坏测点电源断开，连接正常测点，重新读取到正常数据后，关闭外设电源；

S160.使用LoRa无线串口模块将采集数据发送至上位机模块。