一种基于NB‑IoT通信的桥梁位移监测设备制造技术

本实用新型专利技术提供一种基于NB‑IoT通信的桥梁位移监测设备，包括：拉线式位移传感器、采集电路板、锂电池和NB‑IoT无线通信模块，采集电路板由信号调理电路、A/D转换器、微控制器和USB接口组成；所述拉线式位移传感器与采集电路板相连，采集电路板与NB‑IoT无线通信模块相连，锂电池与采集电路板相连，对位移传感器、采集电路板及NB‑IoT无线通信模块进行供电；微控制器与NB‑IoT无线通信模块相连，数据再通过NB‑IoT无线通信模块，与运营商通信基站之间进行无线数据通信，将采集的位移数据发送到云端网络服务器，云端网络服务器接收设备上传的数据，并对数据进行处理、存储、分析与展示。本实用新型专利技术大大提高了信号传输距离，降低了功耗，采用锂电池即可进行长期监测，减少了使用太阳能供电系统的成本。

A bridge displacement monitoring device based on IoT communication NB

The utility model provides a bridge displacement monitoring device based on IoT communication, NB include: wire type displacement sensor, acquisition circuit board, lithium batteries and NB IoT wireless communication module, data acquisition circuit board is composed of signal conditioning circuit, A/D converter, microcontroller and USB interface form; the cable displacement sensor and the acquisition circuit board is connected, data acquisition circuit board is connected with NB IoT wireless communication module, the lithium battery is connected with the acquisition board of displacement sensor, power acquisition circuit board and NB IoT wireless communication module; the microcontroller is connected with the NB IoT wireless communication module, data through NB IoT wireless communication module, for the wireless data communication between operators and communication base station, will collect the displacement data sent to the cloud server, cloud network server data receiving device and upload. Process, store, analyze and display data. The utility model greatly improves the signal transmission distance and reduces the power consumption, and the lithium battery can be used for long-term monitoring, thereby reducing the cost of using the solar power supply system.

【技术实现步骤摘要】
一种基于NB-IoT通信的桥梁位移监测设备
本技术涉及桥梁位移检测
，具体涉及一种基于NB-IoT通信的桥梁位移监测设备。
技术介绍
在桥梁运营过程中，梁体受到温度、车辆、台风、地震等环境荷载作用会产生纵横向位移。当位移过大时，将对桥梁及其附属构件产生破坏。通过对运营期间桥梁位移进行监测，可以实时感知桥梁的安全状态，确保桥梁的运营安全。目前，桥梁位移监测通常采用有线位移传感器和无线位移传感器两种方式，由于有线传感器组网的方式成本高、施工麻烦、周期长，采用无线位移传感器组网的应用越来越多。通常是将基于ZigBee或蓝牙无线通信技术的无线位移传感器安装在监测部位，然后通过安装在现场的内置ZigBee及GPRS/4G通信模块的无线网关将其附近百米范围内的无线位移传感器节点数据发送至远端监控中心。然而，现有的基于ZigBee或蓝牙技术的无线位移监测系统存在以下问题：1、由于斜拉桥、悬索桥等拉索体系桥梁跨度大，桥梁长度长达数百米甚至上千米，基于ZigBee或蓝牙等无线技术的位移监测系统通信距离短，一个无线网关只能覆盖其附近较小范围内的无线位移传感器节点，因此组网效率较低，需要安装较多的无线网关，成本较高；2、由于基于ZigBee技术的位移监测网关只能安装在桥梁现场，由于功耗较大，需要对每个网关安装太阳能供电系统进行单独供电，增加了施工复杂性和系统建设成本；3、由于基于ZigBee或蓝牙等无线技术的位移监测设备信号穿透力弱，当该类位移监测设备安装在桥梁箱梁内部进行位移监测时，信号传输受阻，无法完成无线系统组网。
技术实现思路
（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本技术提供了一种基于NB-IoT通信的桥梁位移监测设备，解决了现有无线位移监测技术传输距离短、成本较高、功耗较大以及在桥梁箱梁内部应用受限的不足问题。（二）技术方案为实现以上目的，本技术通过以下技术方案予以实现：一种基于NB-IoT通信的桥梁位移监测设备，包括：拉线式位移传感器、采集电路板、锂电池和NB-IoT无线通信模块，其中采集电路板由信号调理电路、A/D转换器、微控制器和USB接口组成；所述拉线式位移传感器与采集电路板相连，采集电路板与NB-IoT无线通信模块相连，所述锂电池与采集电路板相连，对位移传感器、采集电路板及NB-IoT无线通信模块进行供电；所述拉线式位移传感器采集位移信号传输到信号调理电路，通过信号调理电路对位移电信号进行放大、滤波，A/D转换器进行模数转换，微控制器实现采集控制，微控制器与NB-IoT无线通信模块相连，数据再通过NB-IoT无线通信模块，与运营商通信基站之间进行无线数据通信，将采集的位移数据发送到云端网络服务器，云端网络服务器接收设备上传的数据，并对数据进行处理、存储、分析与展示。所述的USB接口与电脑相连，对检测设备参数进行设置。所述的NB-IoT无线通信模块内置嵌入式sim卡。所述的画板下端面设有向外凸起的工具盒。（三）有益效果本技术实施例提供了一种基于NB-IoT通信的桥梁位移监测设备。具备以下有益效果：本技术（1）采用NB-IoT无线通信模块替代ZigBee或蓝牙进行桥梁位移数据的传输，大大提高了节点通信距离，减少了无线网关的使用，明显降低了桥梁现场组网的复杂程度和位移监测系统的建设成本；（2）采用NB-IoT无线通信模块替代ZigBee或蓝牙进行桥梁位移数据的传输，无线信号穿透力大大增强，从而可以实现在桥梁内部进行监测；（3）采用NB-IoT无线通信模块替代ZigBee或蓝牙进行桥梁位移数据的传输，大大降低了功耗，采用锂电池即可进行长期监测，减少了使用太阳能供电系统的成本。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1本技术原理结构示意图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。参照图1，本技术的一种基于NB-IoT通信的桥梁位移监测设备，包括：拉线式位移传感器、采集电路板、锂电池和NB-IoT无线通信模块，其中采集电路板由信号调理电路、A/D转换器、微控制器和USB接口组成；所述拉线式位移传感器由可拉伸的不锈钢绳绕在一个有螺纹的轮毂上，轮毂与一个精密旋转感应器连接在一起。将拉绳式位移传感器安装在桥墩墩顶位置，拉绳固定在梁体上，当梁体相对于桥墩发生位移时，拉绳带动轮毂旋转，精密旋转感应器输出一个与拉绳移动距离成比例的电信号；所述拉线式位移传感器与采集电路板相连，采集电路板与NB-IoT无线通信模块相连，所述锂电池与采集电路板相连，对位移传感器、采集电路板及NB-IoT无线通信模块进行供电；所述拉线式位移传感器采集位移信号传输到信号调理电路，通过信号调理电路对位移电信号进行放大、滤波，A/D转换器进行模数转换，微控制器实现采集控制，微控制器与NB-IoT无线通信模块相连，数据再通过NB-IoT无线通信模块，与运营商通信基站之间进行无线数据通信，将采集的位移数据发送到云端网络服务器，云端网络服务器接收设备上传的数据，并对数据进行处理、存储、分析与展示；所述的USB接口与电脑相连，对检测设备参数进行设置；所述的NB-IoT无线通信模块内置嵌入式sim卡（eSIM），与运营商基站之间进行无线数据通信，并将数据发送至云端网络服务器。在本技术中，我们采用了NB-IoT通信模块进行桥梁位移数据的传输，大大提高了监测设备通信距离；本技术中，我们采用了NB-IoT通信模块进行桥梁位移数据的传输，无线信号穿透力大大增强，从而可以实现在桥梁内部进行监测；本技术中，我们采用了NB-IoT通信模块进行桥梁位移数据的传输，减少了无线网关的安装部署，降低了监测系统实施复杂性和监测系统建设成本。需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本技术，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本技术的保护范围内。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于NB‑IoT通信的桥梁位移监测设备，包括：拉线式位移传感器、采集电路板、锂电池和NB‑IoT无线通信模块，其特征在于：其中采集电路板由信号调理电路、A/D转换器、微控制器和USB接口组成；所述拉线式位移传感器与采集电路板相连，采集电路板与NB‑IoT无线通信模块相连，所述锂电池与采集电路板相连，对位移传感器、采集电路板及NB‑IoT无线通信模块进行供电；所述拉线式位移传感器采集位移信号传输到信号调理电路，通过信号调理电路对位移电信号进行放大、滤波，A/D转换器进行模数转换，微控制器实现采集控制，微控制器与NB‑IoT无线通信模块相连，数据再通过NB‑IoT无线通信模块，与运营商通信基站之间进行无线数据通信，将采集的位移数据发送到云端网络服务器，云端网络服务器接收设备上传的数据，并对数据进行处理、存储、分析与展示。

【技术特征摘要】
1.一种基于NB-IoT通信的桥梁位移监测设备，包括：拉线式位移传感器、采集电路板、锂电池和NB-IoT无线通信模块，其特征在于：其中采集电路板由信号调理电路、A/D转换器、微控制器和USB接口组成；所述拉线式位移传感器与采集电路板相连，采集电路板与NB-IoT无线通信模块相连，所述锂电池与采集电路板相连，对位移传感器、采集电路板及NB-IoT无线通信模块进行供电；所述拉线式位移传感器采集位移信号传输到信号调理电路，通过信号调理电路对位移电信号进行放大、滤波，A/D转换器进行模数转换，微...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁柱，徐甡，张晓斌，
申请(专利权)人：安徽感知土木科技有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34