一种基于RS485总线的桥梁健康监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于RS485总线的桥梁健康监测系统，包括监控中心计算机、与监控中心计算机相接的RS485网关和通过RS485总线与RS485网关相接的多个桥梁健康监测节点，桥梁健康监测节点包括MCU模块、给系统中各用电单元供电的供电电源以及与MCU模块相接的红外通信模块、以太网通信模块、用户接口电路模块和远程通信模块，MCU模块的输入端接有信号采集模块，信号采集模块的输入端接有用于采集桥梁健康状况数据的传感器组，MCU模块的输出端接有用于显示桥梁健康状况数据的液晶显示模块。本实用新型专利技术结构简单，设计合理，布线实施方便，数据传输稳定、可靠，功能完备，实现成本低，切实地满足了桥梁环境监测的需要，实用性强，推广应用价值高。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及桥梁结构健康监测
，尤其是涉及ー种基于RS485总线的桥梁健康监测系统。
技术介绍
RS485串行总线标准方案常常在要求通信距离为几十米到上千米时被广泛采用。RS-485采用平衡发送和差分接收 ，因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mV的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。RS-485采用半双エ工作方式，任何时候只能有一点处于发送状态，因此，发送电路须由使能信号加以控制。应用RS-485可以联网构成分布式系统，其允许最多并联32台驱动器和32台接收器。RS485总线最主要的优势在于多点互连时非常方便，可以省掉许多信号线，可以不受布线条件的限制，因此非常适合桥梁，道路等监测系统的多点布控的需要，而对于桥梁的全面的自身环境的健康监测系统的一大重要任务即为总体的架构布线。所以，RS485串行总线标准方案技术在基础建设领域的应用越来越受到人们的重视，国内外的众多企业与研究机构在RS485串行总线标准方案及其扩展研发领域取得了长足进歩。现有的各类建设领域的RS485串行总线标准方案实用率相对较低。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供ー种基于RS485总线的桥梁健康监测系统，其结构简单，设计合理，布线实施方便，数据传输稳定、可靠，功能完备，实现成本低，切实地满足了桥梁环境监测的需要，实用性強，推广应用价值闻。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是一种基于RS485总线的桥梁健康监测系统，其特征在于包括监控中心计算机、与监控中心计算机相接的RS485网关和通过RS485总线与RS485网关相接的多个桥梁健康监测节点，所述桥梁健康监测节点包括MCU模块、给系统中各用电单元供电的供电电源以及与MCU模块相接的红外通信模块、以太网通信模块、用户接ロ电路模块和远程通信模块，所述MCU模块的输入端接有信号采集模块，所述信号采集模块的输入端接有用于采集桥梁健康状况数据的传感器组，所述MCU模块的输出端接有用于显示桥梁健康状况数据的液晶显示模块。上述的一种基于RS485总线的桥梁健康监测系统，其特征在于所述电源模块包括电压转换模块、与电压转换模块相接的充放电保护电路模块和与充放电保护电路模块相接的蓄电池模块，所述与电压转换模块的输入端接有直流电源或太阳能电池板。上述的一种基于RS485总线的桥梁健康监测系统，其特征在于所述MCU模块为32位的高速ARM7芯片SEP4020。上述的一种基于RS485总线的桥梁健康监测系统，其特征在于所述红外通信模块通过UART ロ与MCU模块相接。上述的一种基于RS485总线的桥梁健康监测系统，其特征在干所述用户接ロ电路模块为USB接ロ电路模块或SD卡接ロ电路模块。上述的一种基于RS485总线的桥梁健康监测系统，其特征在于所述远程通信模块为GPRS模块、TD-SCDMA模块、WCDMA模块和EVDO模块中的ー个或多个。上述的一种基于RS485总线的桥梁健康监测系统，其特征在于所述远程通信模块通过UART ロ与MCU模块相接。本技术与现有技术相比具有以下优点I、本技术采用模块化的设计，结构简单，设计合理，布线实施方便。2、本技术采用RS485总线和RS485网关实现了多个桥梁健康监测节点的联网，数据传输稳定、可靠。3、本技术的功能完备，解决了由于人工測定作业偏远不安全，而且数据在测量、记录、处理过程中难免引入人为的误差甚至错误，桥梁施工和运营期间人工測量数据エ作难度大等问题；同时解决了光缆线路有线测试系统造成的高昂的测试成本，提升了现代的桥梁检测技术和健康监测技术水平。4、本技术是为应对现有监测技术的不足的ー种完善，切实地满足了桥梁环境监测的需要。5、本技术的实用性强，推广应用价值高。综上所述，本技术结构简単，设计合理，布线实施方便，数据传输稳定、可靠，功能完备，实现成本低，切实地满足了桥梁环境监测的需要，实用性强，推广应用价值高。下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进ー步的详细描述。附图说明图I为本技术的电路原理框图。图2为本技术桥梁健康监测节点的电路原理框图。附图标记说明I-监控中心计算机；2-RS485网关； 3_桥梁健康监测节点；3-1-MCU模块；3-2-红外通信模块；3_3_以太网通信模块；3-4-用户接ロ电路模块；3-5_远程通信模块；3_6_信号采集模块；3-7-传感器组；3-8-液晶显示模块；3_9_电压转换模块；3-10-充放电保护电路模块；3-11-蓄电池模块；4-直流电源；5-太阳能电池板。具体实施方式如图I和图2所示，本技术包括监控中心计算机I、与监控中心计算机I相接的RS485网关2和通过RS485总线与RS485网关2相接的多个桥梁健康监测节点3，所述桥梁健康监测节点3包括MCU模块3-1、给系统中各用电单元供电的电源模块以及与MCU模块3-1相接的红外通信模块3-2、以太网通信模块3-3、用户接ロ电路模块3-4和远程通信模块3-5，所述MCU模块3-1的输入端接有信号采集模块3-6，所述信号采集模块3_6的输入端接有用于采集桥梁健康状况数据的传感器组3-7，所述MCU模块3-1的输出端接有用于显示桥梁健康状况数据的液晶显示模块3-8。如图2所示，本实施例中，所述电源模块包括电压转换模块3-9、与电压转换模块3-9相接的充放电保护电路模块3-10和与充放电保护电路模块3-10相接的蓄电池模块3-11，所述与电压转换模块3-9的输入端接有直流电源4或太阳能电池板5。如图2所示，本实施例中，所述MCU模块3-1为32位的高速ARM7芯片SEP4020，该MCU本身具有4路UART ロ ；1路10M/100M以太网ロ ；IXD控制器支持黒白，彩屏，及触摸屏；97个GPIO ；10通道的TMER可捕获脉冲；支持NAND FLASH控制器；支持USB及MMC/SD卡。一般运行速率可达86M左右。外围由4M NOR FLASH，2M的SDRAM，64M NAND FLASH构 成。所述红外通信模块3-2通过UART ロ与MCU模块3_1相接，红外通信模块3_2支持终端的近程通讯，该模块与红外手掌机配合使用，可以让用户灵活设置和抄录终端数据，也可以通过设置，使其失效，或者只有读取功能。所述用户接ロ电路模块3-4为USB接ロ电路模块或SD卡接ロ电路模块，用户接ロ电路模块3-4因为异常不方便远程处理，或者想进行大规模数据备份吋，与当地用户进行通信和升级的接ロ。所述远程通信模块3-5为GPRS模块、TD-SCDMA模块、WCDMA模块和EVDO模块中的ー个或多个，根据用户当地的情况，可选择不同的方式。所述远程通信模块3-5通过UART ロ与MCU模块3-1相接，远程通信模块3-5是确保用户远程通信的模块，是建立用户与服务中心通信的桥梁。具体实施时，蓄电池模块选用合适的电源组，在外部失电的情况下，负责整个终端的运行，选型的时候要注意电池的持久性，及充电稳定性。液晶显示模块3-8可以由ー块160*160的液晶和六个按键组成，上面轮显桥梁健康监测节点的实时数据，也可查询桥梁健康监测节点目前自身的工作状态，在密码校验机制的配合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王照峰，
申请(专利权)人：西安迅腾科技有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：