[发明专利]一种基于物联网的建筑结构应变无线监测系统

说明书

本发明公开了一种基于物联网的建筑结构应变无线监测系统，包括前端采集模块、无线传输模块和后台管理服务器，前端采集模块包括应力采样信号放大电路、复合稳定电路、降噪滤波电路、A/D转换器和微处理器，应力采样信号放大电路采用测量放大器来对应力传感器的检测信号进行放大处理，避免零漂干扰精度，有效降低系统误差，复合稳定电路对应力采样信号放大电路的输出信号进行幅值稳定和消除纹波，提升系统的分辨度；降噪滤波电路利用低通滤波器原理可以很好地消除外界电磁干扰，提升了应力检测信号的处理精度；本发明系统监控精度高，抗干扰能力强，达到了对建筑结构应变信号高精度的采集与无线传输，取得了较好的监测效果。

技术领域

本发明涉及建筑结构应变监测技术领域，特别是涉及一种基于物联网的建筑结构应变无线监测系统。

背景技术

建筑结构监测主要包含钢筋混凝土结构、木结构和钢结构等建筑上部结构施工过程和运营阶段监测。建筑结构监测是了解现阶段结构健康状况的重要手段，也可以作为建筑结构鉴定以及安全性与可靠性评估的参考。近几年桥梁、房屋、隧道等大型建筑倒塌事故发生频繁，给国家造成了重大经济损失，而传统的建筑结构应变监测技术精度差、误差较大，且布线繁琐，在应用上存在较大的局限性。

物联网（Internet of Things）技术主要指让所有能行使独立功能的普通物体实现互联互通的网络，可以很好地优化建筑结构的监测流程，因此基于物联网的建筑结构应变无线监测系统逐渐得以发展与应用。目前的基于物联网的建筑结构应变无线监测系统主要由前端采集模块、无线传输模块和后台管理模块组成，前端采集模块通过设置传感器节点来完成应变数据采集，而在实际采集过程中应力检测信号的传输会受到外界因素的干扰，例如外界电磁干扰、温度影响，以及制造工艺产生的零点漂移现象等等，都会造成测量数据出现误差，从而影响整个无线监测系统的监控精度。

所以本发明提供一种新的方案来解决此问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供一种基于物联网的建筑结构应变无线监测系统。

其解决的技术方案是：一种基于物联网的建筑结构应变无线监测系统，包括前端采集模块、无线传输模块和后台管理服务器，所述前端采集模块包括应力采样信号放大电路、复合稳定电路、降噪滤波电路、A/D转换器和微处理器，所述应力采样信号放大电路包括用于采集建筑结构形变情况的应力传感器，所述应力传感器的检测信号经测量放大器进行信号放大后送入所述复合稳定电路中；所述复合稳定电路用于对所述应力采样信号放大电路的输出信号进行幅值稳定和消除纹波，然后将处理后的检测信号送入所述降噪滤波电路中；所述降噪滤波电路包括三极管T3、T4，三极管T3的发射极通过电阻R14连接电阻R15、电容C4的一端和所述复合稳定电路的输出端，电阻R15、电容C4的另一端连接三极管T4的发射极，三极管T3的基极、集电极与T4的基极通过电阻R16接地，三极管T4的集电极连接运放器U4的同相输入端，并通过并联的电阻R17、电容C5接地，运放器U4的反相输入端连接电阻R18、电容C6的一端和运放器U5的反相输入端，运放器U4的输出端连接电阻R22的一端、MOS管Q2的漏极和电阻R18的另一端，并通过电阻R19连接运放器U5的同相输入端和电阻R20的一端，电阻R20的另一端接地，运放器U5的输出端连接电容C6的另一端，并通过电阻R21连接三极管T4的发射极，MOS管Q2的栅极连接电阻R22的另一端和稳压二极管DZ3的阴极，稳压二极管DZ3的阳极接地，MOS管Q2的源极连接电感L1、电容C7的一端，电感L1的另一端连接电容C8的一端和所述A/D转换器的输入端，电容C7、C8的另一端接地，所述A/D转换器的输出端连接所述微处理器，所述微处理器用于将应力采集数据通过所述无线传输模块远程传输到所述后台管理服务器。