[发明专利]自动化应变测量和监测系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及应变测量和监测技术领域，具体涉及一种应变监测系统及其管理方法。

背景技术

应变测量技术广泛应用于桥梁、大坝等结构状态测量。

现有的应变测量系统多为手动检测，如对桥梁的应变监测，目前的方法是将振弦应变传感器安装于桥梁结构内，监控人员每天在温度稳定时，携带读数仪爬上桥去采集应变数据，对于具有多个截面的桥梁，还需要在很短的时间内通过脚手架爬上和爬下所有截面，工作强度大，危险性高，同时由于难以在同一温度稳定时间内测量多个截面的应变测量点，监控质量难以保证。此外，多数情况下一个监控技术人员每天只需去上桥一次，其它时间自由安排。但又不能离开桥梁工地。所以一个桥的施工监控就要一个技术人员待上几年时间。形成严重人力资源浪费。一些公司已经计划放弃施工监控行业。

而一些自动应变监测系统，应变数据采集装置长期处于工作状态，耗电量大，故障率高，而应变监测对象通常处于野外没有安装市电之处，供电与维护均极为不便，严重影响了应变监测技术的应用；其应变数据采集装置与管理装置也通常采用有线连接，给应变监测系统的安装和使用带来困难。

如公开号为CN1901418A的中国发明专利申请公布说明书，其中公开了一种土质边坡分布式光纤应变监测方法和系统，其中分布式光纤通过本地计算机和互联网络与远程计算机相联，其监测现场的本地计算机即需要市电供应才能工作，本地计算机与远程计算机通过互联网络连接对于野外监测对象也难以实现。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述问题，本发明提供一种自动化应变测量和监测系统，能对应变计进行远程数据采集工作。

本发明的目的是这样实现的，应变监测系统，包括应变计，其特征在于：包括采集器、管理器和上位机，其中：

采集器，采集应变计的应变数据并传输到管理器；

管理器，接收采集器传输的应变数据并传输到上位机，管理器包括一采集器管理模块，管理器接收上位机的控制信号，对采集器进行控制、管理；

上位机，向管理器发送控制信号，并接收管理器传输的应变数据；

所述管理器与上位机之间通过无线方式进行通讯。

进一步，所述采集器还包括：

应变计驱动模块，对应变计进行驱动控制；

数据采集控制模块，激励应变计采集数据并接收应变数据；

数据存储模块，存储数据采集控制模块接收的应变计采集的应变数据；以及

采集器通讯模块，与管理器和其他采集器进行通讯，接收管理器发出的控制信号，并将数据存储模块的应变数据发送到管理器；

进一步，所述采集器还包括采集器状态控制模块，控制采集器的状态；

电源管理模块，根据采集器状态控制模块设置的工作状态，对采集器的电源进行管理；

通讯方式管理模块，转换采集器的通讯方式；以及

采集器的交互存储模块，通过采集器通讯模块与其他采集器进行通讯，保存其它采集器的应变数据；

进一步，所述采集器的状态包括浅休眠状态、深休眠状态、运行状态和采集状态；

进一步，所述管理器还包括：

管理器通讯模块，与采集器和上位机进行通讯，接收上位机发送的控制信号，向采集器发送控制信号，并接收采集器发送的应变数据；以及

多数据存储模块，存储管理器通讯模块接收的应变数据；

进一步，所述管理器还包括：

同步休眠控制模块，设置深休眠时间并通过管理器通讯模块更新采集器深休眠时间、发送深休眠命令和唤醒命令；

采集器状态维护模块，通过管理器通讯模块向采集器发送问答命令，通过采集器的反馈，获取采集器的数量、工作状态和ID；

进一步，所述采集器和管理器的处理装置采用单片机。

本发明还提供一种自动化应变测量和监测方法，包括以下步骤：

1)采集器上电后进行初始化，然后进入浅休眠状态；

管理器上电后进行初始化；

2)休眠时间到后，采集器进入运行状态，等待管理器的命令；

3)管理器向采集器发送唤醒命令，唤醒采集器；

4)管理器根据上位机的命令向采集器发送采集命令，采集器对应变计进行数据采集并储存；

5)管理器根据上位机的命令向采集器发送传输命令，采集器接收到传输命令后将储存的应变计数据发送到管理器；

6)管理器接收到采集器发送的应变数据后进行储存，并发送到上位机。

进一步，步骤6)之后还包括以下步骤：

7)管理器设置深休眠时间并发送到采集器，更新采集器的深休眠时间；