一种多传感器集成的道路结构性能微型监测设备及系统技术方案

本发明专利技术提供一种多传感器集成的道路结构性能微型监测设备及系统，所述多传感器集成的道路结构性能微型监测设备及系统包括上外壳，所述上外壳的底部固定连接有下外壳，所述下外壳的内部设置有内壳，所述内壳的顶部设置有低功率蓝牙信号传输模块，所述内壳的外侧设置有应变传感器，所述应变传感器的数量设置为六个，所述内壳的内部设置有线路板。本发明专利技术提供的多传感器集成的道路结构性能微型监测设备及系统具有受环境影响小，埋设存活率高，同时通过实时传输的设备运动数据，对路面的长期性能进行评估的优点。能进行评估的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种多传感器集成的道路结构性能微型监测设备及系统


[0001]本专利技术涉及公路
，尤其涉及一种多传感器集成的道路结构性能微型监测设备及系统。

技术介绍

[0002]公路的字面含义是公用之路、公众交通之路，汽车、单车、人力车、马车等众多交通工具及行人都可以走，当然不同公路限制不同，早期的公路没有限制，大多是简易公路，后来不同公路有不同限制；由于交通日益发达，限制性使用的公路越来越多，特别是一些公路专供汽车使用了(有的城市公路从禁止单车到禁止摩托车)，而且发展出高速公路这种类型，专供汽车全程封闭式使用。
[0003]路路面是复杂的多层结构物，及时发现路面表面和内部的病害并进行恰当处理可以大幅降低养护成本，目前国内外对路面使用性能、路面材料和耐久性进行检测的方法主要有步行人眼观察法、坐车录像测读法、超声波法、激光法、探地雷达法、摄像测量法和光纤光栅法，仅光纤光栅能够直观反应路面结构内部材料的力学状况，而采用智能颗粒监测沥青路面内部结构信息的研究几乎没有，虽然光纤光栅传感器具有较高的灵敏度，但是光纤光栅传感器与沥青混合料的粘结不良，材料的稳定性和耐久性较低，沥青混合料之间的协调变形较差，同时传感器的耐久性不能很好的满足使用者的需求，在路面施工埋设过程中容易产生损坏。
[0004]因此，有必要提供一种多传感器集成的道路结构性能微型监测设备及系统以解决上述技术问题。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种通过实时传输的设备运动数据，对路面的长期性能进行评估的多传感器集成的道路结构性能微型监测设备及系统。
[0006]本专利技术提供的多传感器集成的道路结构性能微型监测设备包括上外壳，所述上外壳的底部固定连接有下外壳，所述下外壳的内部设置有内壳，所述内壳的顶部设置有低功率蓝牙信号传输模块，所述内壳的外侧设置有应变传感器，所述应变传感器的数量设置为六个，所述内壳的内部设置有线路板。
[0007]为了达到可以对路面三轴角速度、三轴线速度进行测量的效果，所述内壳内壁的一侧分别设置有三轴角加速度传感器、三轴磁力计和三轴加速度传感器，所述内壳内壁的一侧固定连接有电池。
[0008]为了达到三轴角加速度传感器、三轴磁力计和三轴加速度传感器测量的数据可以通过微控制器计算的效果，所述三轴角加速度传感器和所述三轴磁力计的电性输出端电性连接有微控制器，所述三轴加速度传感器的电性输出端与微控制器的电性输入端电性连接。
[0009]为了达到可以对路面内部的温度进行实时监控，便于对其进行温度补偿的效果，
所述内壳内壁的一侧固定连接有温度计，所述温度计的电性输出端与微控制器的电性输入端电性连接。
[0010]为了达到通过应力感应器对路面的三轴应力数据进行感应，然后传递至微控制器，进而微控制器可以对路面的三轴应力进行计算的效果，所述应变传感器的电性输出端与微控制器电性输入端电性连接，所述内壳内壁的一侧与微控制器的后表面固定连接。
[0011]为了达到微控制器计算完毕的数据可以通过低功率蓝牙信号传输模块进行传输的效果，所述微控制器的电性输出端与低功率蓝牙信号传输模块的电性输入端电性连接，所述内壳的材质为高强度不锈钢。
[0012]本专利技术还提供一种多传感器集成的道路结构性能监测系统，包括微型监测设备、信号基站和系统云平台，所述信号基站包括高功率蓝牙信号接收天线、4G通信模块、太阳能板和蓄电池，所述低功率蓝牙信号传输模块的电性输出端电性连接有高功率蓝牙信号接收天线，所述高功率蓝牙信号接收天线的电性输出端电性连接有4G通信模块
[0013]为了达到通过低功率蓝牙信号传输模块的传输的数据可以通过高功率蓝牙信号接收天线和4G通信模块进一步进行传输，然后通过4G通信模块对数据进行打包上传至系统云平台的效果，所述4G通信模块的电性输出端电性连接有系统云平台，所述系统云平台可以对4G通信模块传输的数据进行接收和储存。
[0014]为了达到太阳能板可以将太阳能转化为电能，然后通过蓄电池对电能进行储存，从而蓄电池可以对信号基站进行供电，实现节能环保的效果，所述高功率蓝牙信号接收天线和4G通信模块的电性输入端电性连接有蓄电池，所述蓄电池的电性输入端电性连接有太阳能板。
[0015]为了达到经过低功率蓝牙信号传输模块传输的数据可以顺利的被高功率蓝牙信号接收天线接收，进而实现数据实时传输的效果，所述太阳能板和蓄电池可以对高功率蓝牙信号接收天线和4G通信模块进行供电，所述高功率蓝牙信号天线可以接收低功率蓝牙信号传输模块的蓝牙信号。
[0016]与相关技术相比较，本专利技术提供的多传感器集成的道路结构性能微型监测设备及系统具有如下有益效果：
[0017]1、本专利技术通过上外壳和下外壳，上外壳和下外壳材质为非金属材料，可以通过3D打印技术或注塑进行生产，不会对电子信号进行屏蔽，保证信号的完整输送，同时具有较高的防水性，可以使得本装置内部的电子元件可以保持长时间的正常作业，通过设置内壳，内壳的材质为高强度不锈钢，可以有效的保持本装置的外形，防止本装置在埋设的过程中出现变形的情况，通过设置低功率蓝牙信号传输模块，可以保证信号和数据的输送，防止内壳对信号的传输造成一定的影响，通过设置应变传感器，应变传感器为高精度应变传感器，可以对路面对设备三轴施加压力的变化进行精确感应，同时可以对产生的数据进行收集，通过设置三轴角加速度传感器、三轴磁力计、三轴加速度传感器、温度计、三轴磁力计和微控制器，三轴角加速度传感器可以对路面内部对设备产生压力的三轴角速度进行测量和感应，三轴加速度传感器可以对路面内部对设备产生压力的三轴线速度进行测量和精确感应，三轴磁力计可以对设备所处位置的磁场进行感应并采集数据，温度计可以采集设备内部的温度数据并对其进行收集，在三轴角加速度传感器、三轴磁力计、三轴加速度传感器、温度计和应变传感器数据采集完毕后，将数据传输至微控制器，微控制器可以通过应变传
感器采集的数据计算出路面对设备产生压力的三轴应力数据，可以通过三轴磁力计、三轴角加速度传感器和三轴加速度传感器采集的数据，完成欧拉角和四元素的实时计算，从而得到被测物体的准确方位信息，然后数据通过低功率蓝牙信号传输模块传输至高功率蓝牙信号接收天线，再通过4G通信模块对数据进行打包并上传至系统云平台处，进而便于工作人员对公路路面结构的性能进行实时监测和把控，解决了现有的光纤光栅传感器与沥青混合料的粘结不良，材料的稳定性和耐久性较低，沥青混合料之间的协调变形较差，同时传感器的耐久性不能很好的满足使用者的需求，在路面施工埋设过程中容易产生损坏的问题；
[0018]2、本专利技术通过设置电池、三轴角加速度传感器、三轴磁力计和三轴加速度传感器，电池为耐高温电池，可以对微型监测设备的各个电子元件进行供电，进而使得电子元件可以保持长时间的正常工作，同时在路面内部对设备产生的压力出现变动时，三轴角加速度传感器可以对角速度进行测量和感应，三轴加速度传感器可以对压力变动时产生的三轴线速度进行测量和感应，同时三轴磁力计可以对设备所处的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多传感器集成的道路结构性能微型监测设备，其特征在于，包括上外壳(1)，所述上外壳(1)的底部固定连接有下外壳(2)，所述下外壳(2)的内部设置有内壳(3)，所述内壳(3)的顶部设置有低功率蓝牙信号传输模块(4)，所述内壳(3)的外侧设置有应变传感器(5)，所述应变传感器(5)的数量设置为六个，所述内壳(3)的内部设置有线路板(6)。2.根据权利要求1所述的多传感器集成的道路结构性能微型监测设备，其特征在于，所述内壳(3)内壁的一侧分别设置有三轴角加速度传感器(7)、三轴磁力计(9)和三轴加速度传感器(8)，所述内壳(3)内壁的一侧固定连接有电池(10)。3.根据权利要求2所述的多传感器集成的道路结构性能微型监测设备，其特征在于，所述三轴角加速度传感器(7)和所述三轴磁力计(9)的电性输出端电性连接有微控制器(12)，所述三轴加速度传感器(8)的电性输出端与微控制器(12)的电性输入端电性连接。4.根据权利要求3所述的多传感器集成的道路结构性能微型监测设备，其特征在于，所述内壳(3)内壁的一侧固定连接有温度计(11)，所述温度计(11)的电性输出端与微控制器(12)的电性输入端电性连接。5.根据权利要求3所述的多传感器集成的道路结构性能微型监测设备，其特征在于，所述应变传感器(5)的电性输出端与微控制器(12)电性输入端电性连接，所述内壳(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋亚洲，张南童，王力扬，
申请(专利权)人：江苏东交智控科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：