基于CAN总线和无线通讯的桥梁结构健康监测系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种基于CAN总线和通讯的桥梁结构健康监测系统，其特征在于，包括数据采集子系统、数据通信与传输子系统、数据分析和处理子系统，数据采集子系统包含传感器和CAN节点，CAN节点与传感器连接，数据通信与传输子系统包含CAN总线和CAN适配卡，CAN总线分别和CAN适配卡、CAN节点连接，数据分析和处理子系统包含数据采集工控机和监控中心，监控中心包括数据管理子系统，CAN适配卡连接数据采集工控机，数据采集工控机通过光缆与监控中心的数据管理子系统连接。本实用新型专利技术提供的桥梁结构健康监测系统，采用CAN总线和通讯方式进行通讯，通过传感器可以实时检测到桥梁的数据，并传输到监控中心，客户机可以随时访问监控中心进行数据查询。

Bridge structure health monitoring system based on CAN bus and wireless communication

【技术实现步骤摘要】
基于CAN总线和无线通讯的桥梁结构健康监测系统
本技术设计监测设备
，特别涉及一种基于CAN总线和无线通讯的桥梁结构健康监测系统。
技术介绍
作为交通系统的组成部分，桥梁在人类文明的发展和演化中起到了重要作用。随着现代科技的发展以及运输需求的不断增长，大型桥梁(如跨海大桥、大跨度桥梁等)越来越多的出现在人们的视野中，这些桥梁动辄几亿甚至几十亿元，在交通、军事和社会生活等方面有着重要的意义。然而，桥梁在建造和使用过程中，由于受到环境、有害物质的侵蚀，车辆、风、地震、疲劳、人为因素等作用，以及材料自身性能的不断退化，导致结构各部分在远没有达到设计年限前就产生不同程度的损伤和劣化。这些损伤如果不能及时得到监测和维修，轻则影响行车安全和缩短桥梁使用寿命，重则导致桥梁突然破坏和倒塌。传统的桥梁检测在很大程度上依赖于管理者和技术人员经验，对桥梁缺乏全面的把握和了解，信息得不到及时反馈。如果对桥梁的病害估计不足，就很可能失去养护的最佳时机，加快桥梁的损坏进程，缩短桥梁的服务寿命。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本技术提供了基于CAN总线和无线通讯的桥梁结构健康监测系统，采用CAN总线和通讯方式进行通讯，通过传感器可以实时检测到桥梁的数据，并传输到监控中心，客户机可以随时访问监控中心进行数据查询。本技术采用如下技术方案：基于CAN总线和无线通讯的桥梁结构健康监测系统，包括数据采集子系统、数据通信与传输子系统、数据分析和处理子系统，所述数据采集子系统包含传感器和CAN节点，所述CAN节点与所述传感器连接，所述数据通信与传输子系统包含CAN总线和CAN适配卡，所述CAN总线分别和CAN适配卡、CAN节点连接，所述数据分析和处理子系统包含数据采集工控机和监控中心，所述监控中心包括数据管理子系统，所述CAN适配卡连接所述数据采集工控机，所述数据采集工控机通过光缆与监控中心的数据管理子系统连接；所述传感器监测实时数据，由所述CAN节点执行CAN适配卡的命令，并向CAN适配卡传输测量数据，CAN适配卡收集各CAN节点的数据转发给数据采集工控机，数据采集工控机分析并储存所有的数据。进一步地，所述传感器包括温度传感器、超声波液位仪、应变传感器、风向传感器、风速传感器、加速度传感器。进一步地，所述温度传感器连接所述CAN节点，所述超声波液位仪连接所述CAN节点，所述应变传感器通过应变仪连接所述CAN节点，所述风向传感器和风速传感器通过风向风速仪连接所述CAN节点，所述加速度传感器通过测振放大器连接所述CAN节点。进一步地，所述CAN节点为五个，分别连接所述温度传感器、声波液位仪、应变仪、风向风速仪、测振放大器。进一步地，所述CAN适配卡还可以把数据采集工控机的命令和数据转发到各CAN节点。进一步地，所述监控中心还包括服务器，所述服务器可以连接Internet网，其他授权客户机可以通过Internet网访问服务器，进行数据查询。本技术的有益效果为：传感器监测到的实时数据，经过采集与处理，由通信系统传送到监控中心进行分析和判断，从而对结构的健康状况作出评估。如果结构出现异常行为，由监控中心发出预警信号，并对检测出来的损伤进行分析，同时提供维修建议。同时CAN适配卡还负责数据采集工控机和CAN节点的双向通信，既可以收集各个CAN节点上的数据转发给数据采集工控机，又可以把数据采集工控机的命令和数据转发到各节点。监控中心的服务器还可以连通Internet网，使得其他授权客户机访问服务器查询数据。附图说明图1为本技术基于CAN总线和无线通讯的桥梁结构健康监测系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步的详细说明。如图1所示，一种基于CAN总线和无线通讯的桥梁结构健康监测系统，包括数据采集子系统、数据通信与传输子系统、数据分析和处理子系统。数据采集子系统包含传感器和五个CAN节点，传感器包括温度传感器、超声波液位仪、应变传感器、风向传感器、风速传感器、加速度传感器。五个传感器分别连接五个CAN节点，温度传感器直接连接其中一个CAN节点，超声波液位仪直接连接其中一个CAN节点，应变传感器通过应变仪连接其中一个CAN节点，风向传感器和风速传感器通过风向风速仪连接其中一个CAN节点，加速度传感器通过测振放大器连接其中一个CAN节点。数据通信与传输子系统包含CAN总线和CAN适配卡，所述CAN总线分别和CAN适配卡、CAN节点连接。数据分析和处理子系统包含数据采集工控机和监控中心，所述监控中心包括数据管理子系统，所述CAN适配卡连接所述数据采集工控机，所述数据采集工控机通过光缆与监控中心的数据管理子系统连接。CAN节点连接传感器，将来自CAN适配卡的命令解释后执行，并向CAN适配卡传输测量数据；CAN适配卡负责数据采集工控机和CAN节点的双向通信，既可以收集各个CAN节点上的数据转发给数据采集工控机，又可以把数据采集工控机的命令和数据转发到各节点；数据采集工控机通过光缆与监控中心的数据管理子系统相连接，并把所有的数据保存在数据管理子系统中的数据库内，为桥梁的健康状况评估提供科学依据。监控中心的服务器可以连通Internet网，其他授权客户机可以通过Internet网访问服务器，进行数据查询。本技术的监测过程是：传感器监测到实时数据，经过采集与处理，由数据通信与传输子系统传送到监控中心进行分析和判断，从而对桥梁结构的健康撞款作出评估。如果桥梁结构出现异常行为，由监控中心发出预警信号，对检测出来的损伤进行定性、定位和定量分析，提供维修建议。本技术的有益效果为：传感器监测到的实时数据，经过采集与处理，由通信系统传送到监控中心进行分析和判断，从而对结构的健康状况作出评估。如果结构出现异常行为，由监控中心发出预警信号，并对检测出来的损伤进行分析，同时提供维修建议。同时CAN适配卡还负责数据采集工控机和CAN节点的双向通信，既可以收集各个CAN节点上的数据转发给数据采集工控机，又可以把数据采集工控机的命令和数据转发到各节点。监控中心的服务器还可以连通Internet网，使得其他授权客户机访问服务器查询数据。最后应说明的是：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，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本技术的权利要求和说明书的范围当中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于CAN总线和无线通讯的桥梁结构健康监测系统，其特征在于，包括数据采集子系统、数据通信与传输子系统、数据分析和处理子系统，所述数据采集子系统包含传感器和CAN节点，所述CAN节点与所述传感器连接，所述数据通信与传输子系统包含CAN总线和CAN适配卡，所述CAN总线分别和CAN适配卡、CAN节点连接，所述数据分析和处理子系统包含数据采集工控机和监控中心，所述监控中心包括数据管理子系统，所述CAN适配卡连接所述数据采集工控机，所述数据采集工控机通过光缆与监控中心的数据管理子系统连接；/n所述传感器监测实时数据，由所述CAN节点执行CAN适配卡的命令，并向CAN适配卡传输测量数据，CAN适配卡收集各CAN节点的数据转发给数据采集工控机，数据采集工控机分析并储存所有的数据。/n

【技术特征摘要】
1.基于CAN总线和无线通讯的桥梁结构健康监测系统，其特征在于，包括数据采集子系统、数据通信与传输子系统、数据分析和处理子系统，所述数据采集子系统包含传感器和CAN节点，所述CAN节点与所述传感器连接，所述数据通信与传输子系统包含CAN总线和CAN适配卡，所述CAN总线分别和CAN适配卡、CAN节点连接，所述数据分析和处理子系统包含数据采集工控机和监控中心，所述监控中心包括数据管理子系统，所述CAN适配卡连接所述数据采集工控机，所述数据采集工控机通过光缆与监控中心的数据管理子系统连接；
所述传感器监测实时数据，由所述CAN节点执行CAN适配卡的命令，并向CAN适配卡传输测量数据，CAN适配卡收集各CAN节点的数据转发给数据采集工控机，数据采集工控机分析并储存所有的数据。


2.根据权利要求1所述的基于CAN总线和无线通讯的桥梁结构健康监测系统，其特征在于，所述传感器包括温度传感器、超声波液位仪、应变传感器、风向传感器、风速传感器、加速度传感器。


3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊仕建，唐建辉，陈迎春，
申请(专利权)人：重庆亚派桥梁工程质量检测有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆;50