[发明专利]工程结构监测装置、系统和工程结构监测数据收集方法

说明书

本发明涉及工程结构监测技术领域，具体而言，涉及一种工程结构监测装置、系统和工程结构监测数据收集方法。工程结构监测装置包括多个测量单元；多个测量单元间隔地设置于工程结构；每个测量单元均包括传感器、储能模块、发电模块及通信模块；储能模块及发电模块均用于向传感器及通信模块提供电能；传感器用于对工程结构进行监测；通信模块与传感器电连接，且通信模块用于传送传感器的监测数据。该工程结构监测装置可以减少电池更换的频率，从而避免因频繁的电池更换所产生的人员安全隐患，同时，能够延长监测周期。

技术领域

本发明涉及工程结构监测技术领域，具体而言，涉及一种工程结构监测装置、系统和工程结构监测数据收集方法。

背景技术

近年来，随着大量交通基础建设的不断完善，许多早期建成的结构也逐渐出现不同程度的侵蚀和损伤。一旦发生自然灾害，将会对道路、桥梁、隧道等交通基础设施形成巨大损害，造成重大经济损失，对通行旅客和管理人员形成极大的人身安全威胁，对当地经济发展和人民生产生活带来较大的负面影响。因此，对已建成的交通网络基础设施进行自动化、智能化管理养护维修已是大势所趋。

而目前，工程结构监测过程中，监测体系的供电能力和数据传输能力，还存在许多应用缺陷。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种工程结构监测装置、系统和工程结构监测数据收集方法，其可以减少电池更换的频率，从而避免因频繁的电池更换所产生的人员安全隐患，同时，能够延长监测周期。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种工程结构监测装置，工程结构监测装置包括多个测量单元；多个测量单元用于间隔地设置于工程结构；

每个测量单元均包括传感器、储能模块、发电模块及通信模块；

储能模块及发电模块均用于向传感器及通信模块提供电能；传感器用于对工程结构进行监测；通信模块与传感器电连接，且通信模块用于传送传感器的监测数据。

在可选的实施方式中，发电模块为太阳能发电模块、结构振动发电模块或风致振动发电模块。

在可选的实施方式中，每个测量单元均包括速度计、陀螺仪、应变传感器、温度计、雨量计和裂缝计中的一个或多个。

在可选的实施方式中，每个测量单元均包括WIFI通信模块和LoRa通信模块中的一个或多个；

WIFI通信模块与速度计、陀螺仪及应变传感器中的一个或多个电连接，WIFI通信模块用于与无人机无线连接，并向无人机传输速度计、陀螺仪及应变传感器中的一个或多个采集的监测数据；

LoRa通信模块与温度计、雨量计和裂缝计中的一个或多个电连接，LoRa通信模块用于采用物联网数据传输协议LoRa与数据收集单元无线连接，并向数据收集单元传输温度计、雨量计和裂缝计中的一个或多个采集的监测数据。

第二方面，本发明提供一种工程结构监测系统，工程结构监测系统包括无人机、中央处理单元、数据接收单元以及上述的工程结构监测装置；

无人机用于沿规划的飞行路径飞行，以沿飞行路径依次与多个测量单元的WIFI通信模块无线连接，并接收WIFI通信模块输出的监测数据；

数据接收单元与所有的LoRa通信模块无线连接，并接收LoRa通信模块输出的监测数据；

无人机及数据接收单元均与中央处理单元通信连接，无人机及数据接收单元均用于向中央处理单元传送收集的监测数据；中央处理单元用于接收监测数据，并根据监测数据分析工程结构的健康状态。

在可选的实施方式中，每个测量单元均按预设频率间歇式的对工程结构进行测量；

中央处理单元用于在其中一个或多个测量单元的监测数据异常时，缩短与其相邻的测量单元的唤醒频率。