[实用新型]基于WSN及移动agent的混凝土施工信息监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于WSN及移动agent的混凝土施工信息监测系统，属于建筑施工技术领域。

背景技术

各类大型工程的安全施工及监控是建筑设计及施工单位长期关注的问题。大体积混凝土的浇灌有比较成熟的理论，但在大体积混凝土浇灌过程中，存在很多因素，包括混凝土结构的几何形状、约束条件以及混凝土硬化过程中的弹性模量、水化热、热膨胀系数等参数的变化，将导致浇灌完的大体积混凝土产生一些温度裂缝，这在一定程度上影响工程的质量。大体积混凝土产生裂缝的主要原因是由于混凝土在硬化期间，水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在当其内外温差较大时会引起温度应力的变化，当这种由于温差引起的温度应力超过混凝土的抗拉强度时就产生了裂缝。

为了提高大体积混凝土浇灌的施工质量，必须要实时监测并控制混凝土的温度，将由于温差引起的温度应力降低到混凝土的抗拉强度范围，避免或减小裂缝的产生。

现有的测量系统大多采用传统的测量方法，用温度计或在各监测点位布置温度、应力测试探头，由专人每天定时采集各点的温度、应力数据，每天输入计算机生成温度、应力的变化曲线和报告，这样的测量需要监测人员频繁来往于施工现场，劳动强度大，数据采集和传输不方便。本实用新型针对传统的温度和应力监测方法的不足，提出一种新型的基于无线传感网络的分布式远程温度和应力监测系统。无线传感网络由大量体积小、成本低，且具有传感、数据处理和无线通信能力的传感器节点通过自组织方式自组成监测网络，通过各传感器的相互协作，实时监测各分布区域的各种环境信息，并对这些信息进行处理和传送。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种基于WSN及移动agent的混凝土施工信息监测系统。

一种基于WSN及移动agent的混凝土施工信息监测系统，包括若干温度传感器和若干应变传感器、若干无线传感节点、若干基站和远程监测中心；所述温度传感器、应变传感器预埋在混凝土内部，以测量混凝土温度、应变的变化，所述无线传感节点采集、处理各测量点的数据，通过无线网络发送给基站，所述基站收集各区域无线传感节点的数据，并进行进一步的加工处理，在远程监测中心即上位机显示相关结果，所述基站和所述无线传感节点之间基于移动agent技术进行数据处理和信息传输。

所述的信息监测系统，所述温度传感器为铂电阻Pt100。

所述的信息监测系统，所述应变传感器为电阻应变片传感器，将电阻应变片埋入混凝土中。

所述的信息监测系统，所述无线传感节点包括多路开关、AD转换模块、微处理器、无线收发芯片和存储器。

所述的信息监测系统，所述无线收发芯片采用CC2420。

所述的信息监测系统，所述微处理器包括：(1)温度数据处理模块，对采集的温度数据进行5点滑动平均；(2)应变数据处理模块，对采集应变数据进行数字滤波；(3)取平均模块，将经过上述温度数据处理模块和应变数据处理模块处理过的数据，取平均将结果作为某一时刻的测量值传输给上位机；(4)休眠处理模块：按照设计的休眠算法，每隔5分钟进行一次测量与数据处理、数据传送，其余时间进入休眠状态；(5)最佳路径确定模块，选择距离最短的一条路径进行数据传输；(6)移动agent模块：采用移动agent技术用于节点的数据处理与信息的传输。

所述的信息监测系统，所述若干温度传感器和若干应变传感器，采用基于有限元仿真技术和生物进化的原理相结合的应变传感器优化配置准则，初步利用有限元分析软件给出一小组传感器位置，然后采用改进遗传算法对剩余的传感器的位置进行组合优化。

本实用新型使用的无线传感节点可方便地安装于监测对象比较复杂或不便于引线的部位，大大减少器件引线数量；无线传感网络节点具有局部信号处理的功能，很多信号处理工作可在传感节点完成，因而可以显著减少所需传输的信息量，并将原来传统的串行处理、集中决策的系统，变为一种并行的分布式信息处理系统，从而在很大程度上提高了监测系统的运行速度及决策的可靠性和灵活性；另外无线传感网络在设计时所着重考虑的低功耗特点也可减少能源供给装置的重量并可实现对监测对象的长期在线监测。

附图说明

图1为本实用新型监测系统框图；

图2分压电路原理；

图3电阻应变传感器信号调理电路；

图4移动agent移动过程；

图5大体积混凝土应变监测传感器最优数量及最佳布置点计算方法框图。

具体实施方式