粮食钢板筒仓结构安全监测系统技术方案

本申请属于安全监测技术领域，具体涉及一种粮食钢板筒仓结构安全监测系统，包括：前端采集单元，用于实时采集被监测的粮食钢板筒仓上预设点位的应变数据，并将应变数据发送至云端存储单元：云端存储单元，用于接收应变数据并储存至云端服务器；数据处理与计算单元，用于从云端存储单元获取应变数据，通过对应变数据进行整合、计算和趋势分析、评估，生成粮食钢板筒仓的监测信息并发送至云端存储单元；终端显示单元，用于响应于用户的操作指令，以图形和/或文字的方式展示被监测的粮食钢板筒仓的应变数据和/或监测信息。通过该系统可对粮食钢板筒仓的结构安全实施有效监测，全面掌握筒仓壳体结构易破坏点的状态信息，及早发现筒仓安全隐患。安全隐患。安全隐患。

【技术实现步骤摘要】
粮食钢板筒仓结构安全监测系统


[0001]本申请属于安全监测
，具体涉及一种粮食钢板筒仓结构安全监测系统。

技术介绍

[0002]粮食钢板筒仓是贮存散装粮食的仓库，筒仓的运用能缩短物料的装卸流程，降低运行和维修费用，有利于机械化、自动化作业。钢板筒仓是一种薄壁圆柱壳体结构，其受力及破坏机理相当复杂，尤其是筒仓壳体钢结构部分，在受到各种自然或人为因素的影响时，极易造成壳体局部应变集中，健康状况发生突然恶化，继而产生开裂破坏，使得筒仓的正常和安全使用受到严重威胁。
[0003]传统的钢结构应力检测是在钢结构上的关键受力部位上安装检测点。检测过程中，多点同测，但在判断每个测试点的应力状态时，各检测点的数据独立判断，多点之间彼此独立，并不相互依赖。每个检测点都只进行一维线性评估，即根据被检钢结构设施设备的材料设定一个固定阈值与测量值进行对比，从而确定该检测点是否正常。检测结果只能反映被检钢结构的“绝对”结果，即是否已经发生破坏，无法对被检钢结构的破坏趋势进行深层次的分析，也无法对被检钢结构的破坏进行事前预警。

技术实现思路

[0004](一)要解决的技术问题
[0005]鉴于现有技术的上述缺点、不足，本申请提供一种粮食钢板筒仓结构安全监测系统。
[0006](二)技术方案
[0007]为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：
[0008]本申请实施例提供一种粮食钢板筒仓结构安全监测系统，该系统包括：
[0009]前端采集单元、云端存储单元、数据处理与计算单元、终端显示单元，所述前端采集单元、数据处理与计算单元、终端显示单元分别通过通信网络与所述云端存储单元连接；
[0010]所述前端采集单元，用于实时采集被监测的粮食钢板筒仓上预设点位的应变数据，并将所述应变数据发送至所述云端存储单元：
[0011]所述云端存储单元，用于接收所述应变数据并储存至云端服务器；
[0012]所述数据处理与计算单元，用于从所述云端存储单元获取应变数据，通过对所述应变数据进行整合、计算和趋势分析、评估，生成所述粮食钢板筒仓的监测信息并发送至所述云端存储单元；
[0013]所述终端显示单元，用于响应于用户的操作指令，以图形和/或文字的方式展示被监测的粮食钢板筒仓的应变数据和/或监测信息。
[0014]可选地，所述前端采集单元包括应变数据采集模块、环境数据采集模块、数据矫正模块、主控模块、通信模块；
[0015]所述应变数据采集模块，用于通过应变传感器采集预设点位的应变信号；
[0016]所述环境数据采集模块，用于通过环境传感器采集被监测的粮食钢板筒仓周围的环境数据；
[0017]所述数据矫正模块，用于对采集到的应变信号进行粗处理和编组；
[0018]所述主控模块，用于在控制指令控制下对所述环境数据和编组后的应变信号进行处理号，得到待发送的采集数据；
[0019]所述通信模块，用于将待发送的采集数据通过无线网络或有线网络发送至所述云端存储单元。
[0020]可选地，所述主控模块为STM32F767ZGT MCU。
[0021]可选地，该系统还包括三维数据采集设备、超声波探伤检测设备；
[0022]所述三维数据采集设备，用于对被监测的粮食钢板筒仓进行三维扫描，采集原始点云数据；
[0023]所述超声波探伤检测设备，用于对所述粮食钢板筒仓的结构螺栓进行螺栓长度检测和裂纹检测，得到螺栓长度和裂纹检测结果。
[0024]可选地，所述数据处理与计算单元，还用于基于所述原始点云数据确定所述粮食钢板筒仓的结构数据，所述结构数据包括垂直度、圆度、空仓状态和满仓状态下的仓体形变量。
[0025]可选地，所述数据处理与计算单元包括评估模块、预测模块；
[0026]所述评估模块，用于基于所述应变数据和所述结构数据，通过预设的专家知识库分析所述粮食钢板筒仓的结构破坏原因及易破坏的薄弱部位，生成所述粮食钢板筒仓的整体安全状况评估报告，所述整体安全状况评估报告内容包括：钢板仓的整体安全技术状况、钢板仓存在的问题或薄弱点、整改建议、使用要求、建议剩余使用寿命；
[0027]所述预测模块，用于将所述应变数据和所述结构数据输入到训练好的风险预测模型中，生成所述粮食钢板筒仓的风险类别和风险等级；其中，所述风险预测模型为基于深度神经网络建立的分类模型。
[0028]可选地，所述数据处理与计算单元包括：数据拼接模块、垂直度分析模块、圆度分析模块、形变分析模块；
[0029]所述数据拼接模块，用于对所述原始点云数据进行拼接和去燥、坐标转换，得到粮食钢板筒仓点云数据；
[0030]所述垂直度分析模块，用于基于所述粮食钢板筒仓点云数据拟合得到不同标高位置的圆心，根据圆心之间的距离及位置偏差，计算筒仓的垂直度及倾斜方向；
[0031]所述圆度分析模块，用于基于所述粮食钢板筒仓点云数据，通过不同标高位置切片的点云数据拟合最大圆和最小圆，基于拟合的最大圆和最小圆计算出筒仓的圆度指标；
[0032]所述形变分析模块，用于基于所述粮食钢板筒仓点云数据，通过与预先获取的空仓点云数据进行对比，得到空仓状态和满仓状态下的仓体形变量。
[0033]可选地，所述结构螺栓包括仓体与砼基础联结的锚栓，仓壁和加强筋的联结螺栓。
[0034](三)有益效果
[0035]本申请的有益效果是：本申请提出了一种粮食钢板筒仓结构安全监测系统，包括：前端采集单元、云端存储单元、数据处理与计算单元、终端显示单元，前端采集单元、数据处理与计算单元、终端显示单元分别通过通信网络与云端存储单元连接；前端采集单元，用于
实时采集被监测的粮食钢板筒仓上预设点位的应变数据，并将应变数据发送至云端存储单元：云端存储单元，用于接收应变数据并储存至云端服务器；数据处理与计算单元，用于从云端存储单元获取应变数据，通过对应变数据进行整合、计算和趋势分析、评估，生成粮食钢板筒仓的监测信息并发送至云端存储单元；终端显示单元，用于响应于用户的操作指令，以图形和/或文字的方式展示被监测的粮食钢板筒仓的应变数据和/或监测信息。本申请的粮食钢板筒仓结构安全监测系统可对粮食钢板筒仓的结构安全实施有效的监测，从而使得维护人员能够全面掌握筒仓壳体结构易破坏点的状态信息，及早发现筒仓安全隐患并采取必要的加固修复措施，减少突发性安全事故，为企业的生产安全提供强有力的保障。
附图说明
[0036]本申请借助于以下附图进行描述：
[0037]图1为本申请一个实施例中的粮食钢板筒仓结构安全监测系统结构示意图；
[0038]图2为本申请另一个实施例中的前端采集单元结构示意图；
[0039]图3为本申请另一个实施例中的系统登陆界面示例图；
[0040]图4为本申请另一个实施例中的系统主控界面示例图；
[0041]图5为本申请另一个实施例中的筒仓监测界面示例图；
[0042]图6为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粮食钢板筒仓结构安全监测系统，其特征在于，该系统包括：前端采集单元、云端存储单元、数据处理与计算单元、终端显示单元，所述前端采集单元、数据处理与计算单元、终端显示单元分别通过通信网络与所述云端存储单元连接；所述前端采集单元，用于实时采集被监测的粮食钢板筒仓上预设点位的应变数据，并将所述应变数据发送至所述云端存储单元：所述云端存储单元，用于接收所述应变数据并储存至云端服务器；所述数据处理与计算单元，用于从所述云端存储单元获取应变数据，通过对所述应变数据进行整合、计算和趋势分析、评估，生成所述粮食钢板筒仓的监测信息并发送至所述云端存储单元；所述终端显示单元，用于响应于用户的操作指令，以图形和/或文字的方式展示被监测的粮食钢板筒仓的应变数据和/或监测信息。2.根据权利要求1所述的粮食钢板筒仓结构安全监测系统，其特征在于，所述前端采集单元包括应变数据采集模块、环境数据采集模块、数据矫正模块、主控模块、通信模块；所述应变数据采集模块，用于通过应变传感器采集预设点位的应变信号；所述环境数据采集模块，用于通过环境传感器采集被监测的粮食钢板筒仓周围的环境数据；所述数据矫正模块，用于对采集到的应变信号进行粗处理和编组；所述主控模块，用于在控制指令控制下对所述环境数据和编组后的应变信号进行处理号，得到待发送的采集数据；所述通信模块，用于将待发送的采集数据通过无线网络或有线网络发送至所述云端存储单元。3.根据权利要求2所述的粮食钢板筒仓结构安全监测系统，其特征在于，所述主控模块为STM32F767ZGT MCU。4.根据权利要求1所述的粮食钢板筒仓结构安全监测系统，其特征在于，该系统还包括三维数据采集设备、超声波探伤检测设备；所述三维数据采集设备，用于对被监测的粮食钢板筒仓进行三维扫描，采集原始点云数据；所述超声波探伤检测设备，用于对所述粮食钢板筒仓的结构螺栓进行螺栓长度检测和裂纹检测，得到螺栓长度和裂...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵健宇，宁文龙，刘顺权，李勇，高巧明，曾澄湘，李辉如，陈权谋，姜永生，孙建锐，李静，李梦晗，张久超，
申请(专利权)人：交通运输部水运科学研究所，
类型：发明
国别省市：