[发明专利]农业建筑结构预警处理系统

说明书

本发明公开了农业建筑结构预警处理系统，包括前端数据采集模块、处理模块以及后端执行模块；前端数据采集模块，与气象局网络平台实现数据共享，负责实时将共享的气象数据信息转化为载荷值传输至处理模块；处理模块，负责设定结构的报警阈值，并根据接收的载荷值计算结构中节点及杆件单元的位移值、强度值，将计算得出的位移值、强度值与报警阈值比较判断，超出阈值时，处理模块发出触发指令；后端执行模块，负责接收触发指令，并控制除雪设备除雪。本发明可实时监测雪灾，解决了目前多种农业设施监控困难的问题，避免了农业建筑结构因降雪量较大压塌情况的发生；整个系统操作简便，节省人力物力，具有很高的经济效率。

技术领域

本发明属于现代农业建筑结构预警及防护领域，具体涉及农业建筑结构预警处理系统。

背景技术

近年来，在国家农业集成化大背景下，我国农业工程已具有一定规模，农业建筑设施更是广泛应用于各类农业生产中，也出现了多种类型的农业结构形式。农业建筑结构形式较其他建筑结构形式，有其自身的特点：（1）结构主体受外荷载较小，受自然条件影响较大，常因雪荷载、风荷载作用而发生破坏；（2）建筑结构多为钢结构，常见破坏为强度不足，刚度变形大，稳定性较差。

2018年1月，安徽、陕西、河南、湖北、江苏等地先后出现大雪或暴雪，雪荷载等自然条件对农业造成严重经济损失。为预防恶劣天气对农业建筑破坏，给农业设施增加预警处理系统，及时发现问题，解决问题，采取预防措施，保证农业结构安全十分必要。

目前，针对农业建筑结构安全的预警系统仍十分匮乏。例如大棚、畜禽养殖舍等农业建筑设施的结构预警系统仍处于空白。以农业大棚结构体系为例，其受到雪荷载时仍存在如下问题：（1）不能及时发现问题：当遇到恶劣天气，短时间内造成大量积雪，或在夜间人们休息时出现暴雪，未能及时发现。以往人们根据经验判断是否需要除雪，但这种判断往往基于人们的观察和经验，准确率低，常出现未及时清扫造成农业建筑破坏的情况。（2）不能及时解决问题：虽农业除雪设备种类多样，但都需人工判断启动并操作，不能自动化控制，造成了除雪延误。

由此可见对农业建筑结构预警并实现其自动化防护的研究，具有重大意义。

发明内容

本发明的目的在于提供农业建筑结构预警处理系统，具体通过以下技术方案实现：

农业建筑结构预警处理系统，包括前端数据采集模块、处理模块以及后端执行模块；

其中，前端数据采集模块，与气象局网络平台实现数据共享，负责实时将共享的气象数据信息转化为载荷值传输至处理模块；

处理模块，负责设定结构的报警阈值，并根据接收的载荷值计算建筑结构中节点及杆件单元的位移值、强度值，将计算得出的位移值、强度值与报警阈值比较判断，超出阈值时，处理模块发出触发指令；

后端执行模块，负责接收触发指令，并控制除雪设备除雪。

进一步的，所述前端数据采集模块实时获取气象台网络平台的风速信息、降雪量信息，并将风速信息、降雪量信息转化得出风载荷、雪载荷。

进一步的，风载荷的计算如下：气象平台获取风速信息，单位m/s，风载荷按如下公式计算：

其中：为风压（），r为空气重度（KN/），为风速(m/s)。

进一步的，雪载荷的计算如下：降雪量是用标准容器将12小时或24小时内采集到的雪化成水后测量得到的数值，单位mm，雪荷载按如下公式计算：

其中：为雪压（），为水重度（KN/），为监测范围内每小时的降雪量（mm），为该监测时间段的融化系数。

进一步的，所述后端执行模块外接有蜂鸣器，当接收触发指令时，蜂鸣器发出报警信号。