[实用新型]土木工程结构健康状态远程监测系统

说明书

一、技术领域：

本实用新型涉及一种结构监测系统，尤其是涉及一种土木工程结构健康状态远程监测系统。

二、背景技术：

在道路、桥梁、隧道等大型土木工程中，远程和超远程监测工程健康状态一直是业界梦寐以求的有效手段。特别是随着国民经济的飞速发展、西部的建设与开发，出现了很多前所未有的长、大、高、深、特、危工程，这些工程建设中一个重要的组成部分就是工程结构力学状态的监测，比如，压力、应变、距离、温度、湿度、烟度等。由于这些工程所处的地理位置和环境不好，比如，海拔高、空气稀薄、含氧量低、温度低等，给数据监测带来了很大困难。而且即使工程竣工，监测工作还要持续两、三年。比如，雀儿山隧道，海拔4千多米，空气稀薄、含氧量低，每次量测都要背负氧气在现场步行数公里，耗时几小时才能完成。针对上述情况，若不能实现几公里的远程和几十公里或几百公里甚至上千公里的超远程监测，其监测工作的困难程度简直难以想象。另外，像特高桥墩、特深基坑、隧道支护结构、滑坡报警等现场量测也急需这样的量测技术，因此相关技术的研究和系统的开发具有较好应用需求和市场前景。

三、实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种土木工程结构健康状态远程监测系统，其能及时掌握土木工程的健康状况，保护量测技术人员的安全，极大地降低劳动强度和监测费用，缩短工作时间，提高效率，并可实现多点同步监测。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种土木工程结构健康状态远程监测系统，其特征在于：包括上位机和下位机，上位机与下位机通过通信系统连接，下位机由测量模块构成，测量模块分别与通信系统和分线器连接，分线器与传感器连接。上位机由一台通用PC计算机(台式或笔记本均可)构成。要求使用windows2000及以上操作系统，256M及以上内存，600MHz及以上主频。

下位机(测量模块)包括单片机，单片机上分别连有脉冲形成电路、滤波放大电路、键盘、存储器、时钟电路、通信电路、显示屏和温度传感器，单片机、脉冲形成电路和滤波放大电路均与分线器连接。

与现有技术相比，本实用新型具有的优点和效果如下：

1.及时掌握土木工程的健康状况。在目前很多长、大、高、深、特、危工程，由于工程环境恶劣，量测条件差，许多场合量测技术人员无法到达，使得许多量测无法进行，也有许多场地由于到达困难，使得量测次数减少，从而不能及时了解到土木工程的健康状况，有了远程量测技术以后，该问题可应刃而解。

2.保护量测技术人员的安全。在目前土木工程的监测过程中，都是监测人员拿着测量设备亲自到现场测量。由于施工环境的复杂性以及量测人员的其它素质(如攀登，个人防护等)的限制，时常发生量测人员的人身伤害，有了远程监测技术以后，量测人员通过远程控制就可测量，从而使得这个问题得到极大的改善。

3.降低劳动强度和监测费用。在土木工程中，监测点通常比较多且比较分散，这就会使监测人员在多个施工现场间来回奔波采集数据，不但劳动强度高而且还产生大量的差旅费用。有了远程量测技术后，就可使原来需要量测人员到达不同现场的量测工作可在一个地点进行，从而极大地降低了劳动强度，节约了成本和时间，提高了工作效率。

4.实现了多点同步监测。在土木工程中，有些参数需要在若干个地点(现场)同时测量。目前是由若干测量技术人员分头在不同地点按约定时间测量，但因每个测量人员的技术水平不太一致，约定的时间不会完全一致，因此测量出来的数据同步性就难以保证。有了远程量测技术以后，可由量测人员同时向不同的测量点发送测量指令，从而实现了多点数据的同步测量。

(注：虽然短信通信方式会有一点时间差，但完全可以满足工程需要，而GPRS则可保证更精确的同步。)

四、附图说明：

图1为本实用新型的系统框图；

图2为分线器的组成框图；

图3为分线器的电路原理图；

图4为译码电路电路总体框架图；

图5为使用的CPLD示意图；

图6为CPLD电路连接示意图；

图7为CPLD芯片的程序流程图；

图8为控制器组成框图；

图9为液晶显示器LCM141的外形图；

图10为本实用新型采用的各种通信方式示意图；

图11为上位机软件的工作流程图；

图12为系统的工作流程图；

图13为系统发送数据的程序流程图；

图14为系统接收数据的程序流程图。