专利名称：大型混凝土桥梁结构耐久性无线远程监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于大型混凝土桥梁结构耐久性监测领域的远程监测技术，涉及一种混凝土桥梁结构耐久性无线实时监测装置，该装置采用无线传感器网络、数据无线远程传输、多源信息融合等技术手段，为大型混凝土桥梁结构耐久性实时监测提供远程无线网络化解决方案。
背景技术：
随着现代交通事业发展，大跨度和超大跨度混凝土桥梁的不断出现，桥梁安全性与耐久性问题变得尤为突出。自上世纪70年代以来，西方发达国家出现了大量桥梁设施过早破坏，因钢筋锈蚀引起的混凝土开裂往往造成建成不到10年的桥梁出现安全隐患，耐久性问题严重性逐渐显露。且其维修费用往往远高于初始造价，欧、美等发达国家每年用于已有工程的维修费用都已占到当年土建费用总支出的1/2以上。我国地域辽阔，气候环境复杂，各地区都存在对混凝土结构有腐蚀作用的因素，如酸性气体、酸雨、冻融以及沿�：湍承┠诼降厍穆妊蔚�。长期以来，我国在混凝土桥梁工程设计中，偏重考虑结构的安全性和使用性能，对复杂多变的环境作用造成的材料、结构耐久性损伤和使用寿命认识不足，缺乏耐久性设计和监测，在工程实际中，由于耐久性的不足，不仅会增加使用过程中的维修费用，而且会造成结构性能提前劣化以及使用功能和承载能力下降，严重的会过早地结束桥梁的使用年限。因此，忽视桥梁耐久性问题的监测和维护，将会严重危及桥梁工程结构的安全，造成国民经济的重大损失，并在一定程度上对我国的经济建设和社会可持续发展产生重大影响。基于此，设计一套大型混凝土桥梁结构耐久性无线远程监测装置，对桥梁耐久性参数实施在线监测，并实时进行结构的耐久性能分析与预警，对保障大型混凝土桥梁结构安全正常运营和及时采取维护措施有着重要意义，能够延长工程结构的耐久使用年限，降低运营维护成本以及基本建设投资，符合我国经济建设的可持续发展需求，具有重要的社会意义和经济价值。
发明内容针对目前传统桥梁监测系统技术手段落后、实时性较差、成本过高、评价粗略，主要针对结构构件的内力和变形等参数进行监控，未考虑耐久性逐渐下降对桥梁安全性的影响这一情况，本实用新型的目的在于，提出一种大型混凝土桥梁结构耐久性无线远程监测装置，该装置能够实现采集、数据传输、存储以及数据智能处理、评估预警等功能，使用无线传感器网络子系统对桥梁耐久性各参数进行检测，而后采用无线远程通信技术保证数据的远距离可靠传输；通过嵌入式无线传感器节点对数据进行接收、处理和转发，使用数据管理子系统以及数据融合技术进行存储和管理桥梁耐久性数据，并对数据按照各自的工程结构耐久性退化模型进行分析，从而达到对桥梁耐久性健康状况的实时监控和智能化评估，实现构建分级信息化管理平台的目标。[0005]为了实现上述任务，本实用新型采取如下的技术解决方案一种大型混凝土桥梁结构耐久性无线远程监测装置，其特征在于，该装置包括在桥体各关键部位装设相应的描述耐久性参数的温度传感器、湿度传感器、中性化深度传感器、离子渗透传感器、PH值传感器和冻融损伤深度传感器，并在各传感器上配置相应的无线传感器节点；无线传感器节点配置ZigBee网络、嵌入式网关和GPRS基站，且GPRS基站和 Internet 相连；无线传感器节点及时获桥体各关键部位的耐久性参数(温度、湿度、PH值、碳化深度、离子渗透量、冻融深度等)，进行信号处理后通过ZigBee网络将数据发送至嵌入式网关的节点，嵌入式网关节点通过GPRS基站与hternet相连，hternet将这些数据发至各级监测管理中心的计算机。所述的无线传感器节点的硬件包括A/D转换�？�、处理器�？椤⒛谕ㄐ臨F�？楹湍芰抗┯δ？椋鞔衅鹘型饨缧畔⒏兄筒杉⒕瑼/D转换�？樽晃中藕潘椭链砥髂？椋淮砥髂？橛糜谑迪稚璞缚刂�、任务调度和管理；内网通信RF�？橛糜谕瓿纱衅鞯慕诘慵�、节点与嵌入式网关的数据交换；能量供应用于各个�？榈哪芰抗┯Γ� 并通过休眠机制实现节能控制，无线传感器节点采用嵌入式TinyOS操作系统。所述的嵌入式网关节点的硬件包括网关处理器、内网通信�？�、外网通信GPRS�？�、SDRAM存储器、Flash存储器和JTAG接口。所述的处理器�？椴捎肁TMEU8微处理器芯片；内网通信RF�？椴捎弥С諭EEE 802. 15. 4协议的射频芯片CCM20 ；能量供应�？椴捎蔑绯�。所述的网关处理器采用ARM9架构的S3C2410处理器，所述的内网通信�？椴捎� CC2420射频芯片，所述的外网通信GPRS�？椴捎肧IM300c无线通讯�？�。该装置的工作流程是当ZigBee网络配置好后，在网关和各节点启动工作后，由PC机通过向网关发出控制指令来启动整个的数据采集过程，传感器节点采用TinyOS嵌入式操作系统通过任务和中断处理实现并行处理和逻辑控制，传感器�？槎约嗖馇蚰诘男畔⒔胁杉托藕糯砗笸ü齋PI接口传送至ARM处理器�？椋珹RM处理器将获取的数据处理后通过支持IEEE 802. 15. 4协议的CCM20射频芯片经多跳网络到达嵌入式网关节点(ZigBee/GPRS网关节点)；嵌入式网关节点通过GPRS�？榻荽椭炼都嗖夤芾碇行募扑慊欢都嗖夤芾碇行母涸鸲允萁蟹治龃恚⑼苯畔⒋嫒胧菘猓魑踩拦赖囊谰荩都嗖庵行耐ü酚善�、交换机将数据发送至一级监测管理中心进行智能分析处理和整体预估，并支持授权用户对数据的访问调用。本实用新型的大型混凝土桥梁结构耐久性无线远程监测装置，带来的技术效果体现在1、数据实时无线远程监测管理本数据实时无线远程监测管理体现在装置中的核心是无线传感器网络、互联网 (包括移动互联网在内)、基于数据融合的耐久性监测与评估计算机信息系统以及多组授权用户的访问调用。本实用新型的大型混凝土桥梁结构耐久性无线远程监测装置，将多座桥梁的健康监测数据以无线方式与hternet通信，通过二级桥梁管理中心实现实时监测和远程管理；随后通过交换机、路由器完成与公网间的数据双向传输，实现与一级桥梁监控中心的通信，完成数据的分析管理并对桥梁健康程度做出准确的评估。本装置可完成对多个桥梁的实时监测，由各二级桥梁管理中心对各个桥梁桥体进行分散监控，再由一级桥梁监控中心对各二级桥梁管理中心进行集中管理，通过这种分级管理构架完成对不同地域环境下桥梁耐久性状况的监测和数据分析。经此，不同机构的不同使用级别的用户可通过不同的权限实现对桥梁监测现场数据的访问和利用，最大限度的实现了对数据的综合利用， 并降低了整个监测装置的成本。2、Tiny OS嵌入式系统实现节点能量管理采用TinyOS作为无线通信节点的嵌入式操作系统。TinyOS可以使用三种机制来管理和控制能量状态，分别是MCU能量控制方式，调用能量管理接口以及使用TinyOS的定时器服务。MCU能量控制方式是首先由dirty标识位通知TinyOS需计算一个新的低功耗模式，只要硬件表示层组件对硬件配置进行了改动，MCU的低功耗模式也会改变，就会调用McuPowerMate. update ()；接着调用McuSle印C计算出最佳低功耗模式，最后通过调用 PowerOverride. IowestStateO以更新MCU功耗模式。第二种机制是通过调用stop命令停止设备的能量管理接口即MdCon-trol或SplitControl或AsyncStd-Control，即可使系统进入低功耗模式。第三种机制是通过TinyOS的定时器服务使大多数处理器工作在极低功耗的省电模式下。通过采用定时器服务的休眠机制控制监测节点的能量消耗，大型混凝土桥梁耐久性监测装置监测区域较大，并不需要所有节点在任何时刻都处于工作状态，TinyOS嵌入式操作系统通过关闭没有传感任务不需要转发节点传感数据节点的无线通信�？�、数据采集模块和计算�？榇锏浇谀苣康�。当一个传感任务发生时，TinyOS操作系统激活与之相邻领域内传感器节点工作，这些节点形成一个活动区域，随着数据向汇聚节点的流动，系统的活动区域也不停地向汇聚节点移动，离开活动区域的节点依次进入休眠模式，以此达到节能的目的。3、节约资源，减少污染本实用新型的大型混凝土桥梁结构耐久性监测装置，通过对桥梁结构耐久性进行监测分析并采取相应的措施来延长桥梁的使用寿命，降低水泥、砂、石用量，减少二氧化碳排放量和砂石开采量，从而达到节约资源，减轻环境污染，产生经济效益和社会效益的目的。4、易于架设维护本实用新型的大型混凝土桥梁结构耐久性无线远程监测装置，布设和整个工作生命周期均采用无线通信方式，最大程度上避免了传统有线布设方式安装成本高、设备成本高、维护成本高的问题，有效降低了成本，使装置易于架设与维护，特别适用于对新建桥梁耐久性的监测管理和对现有桥梁耐久性监测系统的升级改造。5、低廉的设备成本硬件方面采用了 ATMEL公司的高性能、低功耗、具有RISC结构的AVR8位微处理器、Samsung公司基于ARM公司的ARM920T处理器核，采用0. 18um制造工艺的32位微控制器S3C2410、Chipcon As公司推出的基于SmartRF 03技术，以0. 18um CMOS工艺制成CCM20以及SIMCOM公司的低功耗，内嵌TCP/IP协议，提供通用AT控制命令的SIM300C等主流芯片，批量生产价格低廉，易于市场接受与推广。6、实时、可靠的数据传输本实用新型的大型混凝土桥梁结构耐久性无线远程监测装置，通过采用无线传感器网络、远程无线传输通道和远程管理，实现桥梁耐久性监测数据准确、实时采集；建立了桥梁耐久性数据数据库，实现计算机的远程监控管理，发挥了无线远程监测技术在推广应用上的优势。通过采用ZigBee与GPRS技术相结合的方法，构建近、远程无线通信平台，实现能耗数据实时传输，充分保证了数据的准确性，实时性。7、具有高可扩展性本实用新型的大型混凝土桥梁结构耐久性无线远程监测装置，采用具有自组织、 自愈合能力的ZigBee无线Mesh网络拓扑结构，构建桥梁耐久性监测的无线局域网络。与传统的有线网络及基于其他拓扑型无线网络相比，扩展性和安装随意性得到了增强。高可扩展能力和安装的随意性能够充分满足桥梁户外环境复杂多变的需求，具有很强的适应能力。
图1为大型混凝土桥梁结构耐久性无线远程监测装置的结构示意图；图2为大型混凝土桥梁结构耐久性无线远程监测装置的拓扑结构图；图3为大型混凝土桥梁结构耐久性无线远程监测装置的分层管理构架图；图4为大型混凝土桥梁结构耐久性无线远程监测装置的节点体系结构图；图5为大型混凝土桥梁结构耐久性无线远程监测装置的无线传感器节点硬件电路图通信部分；图6为大型混凝土桥梁结构耐久性无线远程监测装置的无线传感器节点硬件电路图外围扩展部分；图7为大型混凝土桥梁结构耐久性无线远程监测装置的ZigBee/GPRS网关节点硬件电路图通信部分。图8为大型混凝土桥梁结构耐久性无线远程监测装置的ZigBee/GPRS网关节点硬件电路图外围扩展部分。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式
本实用新型的大型混凝土桥梁结构耐久性无线远程监测装置，其基本思想是利用基于无线传感网和hternet技术实现桥梁的耐久性监测。如图1所示，本实用新型的大型混凝土桥梁结构耐久性无线远程监测装置，底层的感知层为桥梁现场检测环境，桥体各关键部位布设有各类用于耐久性监测的温度传感器、湿度传感器、中性化深度传感器、PH值传感器、离子渗透传感器和冻融损伤深度传感器， 并在各传感器上配置相应的无线传感器节点，无线传感器节点配置ZigBee网络；构成了一个基于ZigBee的无线MESH网络。而围绕不同区域的桥梁，可以建立起多个类似的无线MESH 网络，这些网络构成了桥梁无线远程监测装置的基础。[0044]在中间层，MESH网络中发送过来的耐久性参数会在嵌入式网关处汇聚，经过由 ZigBee协议到GPRS协议的转换后，依托于移动的GPRS网络与hternet完成互联。中间层实现了现场局部范围内数据的远程传输和监控。在上层，计算机终端可将各测点的耐久性参数数据存储在二级管理层数据库，在二级监测管理中心完成对数据的分析处理并提供安全评估依据；通过各级路由器、交换机与公共数据网进行互联，完成与一级管理层的通信，实现多组授权用户的访问和数据调用， 并通过一级监测管理中心基于工业控制计算机的桥梁耐久性监测与耐久性评估计算机信息为工作人员提供各测点实时监测信息、为实现数据融合、智能分析处理和整体预估提供平台。通过构建桥梁耐久性监测的无线远程监测平台，可使工作人员在多个不同地区的二级监测管理中心实现对监测区域的桥梁的分散监测；同时可以使工作人员在一级监测管理中心实现对不同地区的桥梁实现集中监测，从而实现对一个地区甚至不同地区的桥梁的集散监测。如图2所示，该图为本实用新型的大型混凝土桥梁结构耐久性无线远程监测装置结构示意图。采用“分散监测，集中分层管理”的构架，具有典型的三层结构，由感知层，通信层，管理层三大部分构成；感知层包括两大部分一是各个耐久性监测传感器，二是无线通信节点；感知层位于桥梁现�。途眯约嗖獯衅靼ㄎ露却衅�、湿度传感器、PH值传感器，以及针对混凝土结构耐久性监测专用的碳化深度传感器、离子渗透传感器、冻融深度传感器，通过各种传感器对桥梁实体进行各参数的采集之后，无线通信节点会对数据进行分析、预处理以及存储；然后通过无线ZigBee协议建立通信链路，构成一个自组织自愈合的无线MESH网络， 实现数据的无线传输。无线传感器节点的硬件包括A/D转换�？�、处理器�？�、内网通信RF�？楹湍芰抗┯δ？椋鞔衅鹘型饨缧畔⒏兄筒杉⒕瑼/D转换�？樽晃中藕潘椭链砥髂？椋淮砥髂？橛糜谑迪稚璞缚刂�、任务调度和管理；内网通信RF�？橛糜谕瓿纱衅鞯慕诘慵�、节点与嵌入式网关的数据交换；能量供应�？橛糜诟鞲瞿？榈哪芰抗┯Γ砥髂？榫哂凶愎坏哪诖婧陀布芰Γ芄灰越系凸闹葱屑嗖馊挝瘢⑼ü菝呋剖迪纸谀芸刂疲擞行а映ふ鑫尴叽型绲氖倜尴叽衅鹘诘悴捎们度胧絋inyOS 操作系统。TinyOS是一个开源的专属嵌入式无线传感器网络的操作系统，基于组件的架构方式，结构高度�？榛哂辛己玫目衫┱剐院妥愎恍〉拇氤叽纾芄煌黄拼衅鹘诘愕母髦窒拗疲浅Ｊ屎衔尴叽衅魍绲奶氐愫陀τ眯枨螅谖尴咴冻碳嗖庵杏兄匾饔�。完整的TinyOS系统由一个调度器和若干组件组成，应用程序与组件一起编译成系统。组件由下到上可分为硬件抽象组件、综合硬件组件和高层软件组件，高层组件向底层组件发出命令，底层组件向高层组件报告事件。调度器具有两层结构，第一层维护着命令和事件，它主要是在硬件中断发生时对组件的状态进行处理；第二层维护着任务，只有当组件状态维护工作完成后，任务才能被调度。TinyOS底层的组件负责接收和发送最原始的数据位，而高层的组件对这些位数据进行编码、解码，更高层的组件则负责数据打包、路由和传输数据。TinyOS设计的主要目标是代码量小、耗能少、并发性高、鲁棒性好，可以适应不同的应用。TinyOS的组件库包括网络协议、分布式服务、传感器驱动以及数据获取工具等，不用的组件不会引入进来，从而达到减少内存需求的目的。TinyOS采用了事件驱动模型，这样可以在很小的空间中处理高并发事件，并且能够达到节能的目的。通信层通过嵌入式网关实现无线数据传输通信协议的转换，将近距离的ZigBee 通信协议转换成远距离的GPRS通信协议以适应长距离数据无线传输的要求；GPRS通信网络是管理层监测评估中心与现场感知层进行数据传输的桥梁，无线通信ZigBee�？椴杉降哪途眯圆问üㄐ挪闱度胧酵卮虬蒊P包，经由GPRS模块接入无线GPRS网络， 借助移动服务商GPRS基站转接到Internet，实现数据的二级监测管理，并最终通过各级交换机、路由器达到一级监测管理中心。短距离的无线传输基于IEEE802. 15. 4/ZigBee协议进行通信。ZigBee是一种短距离、低功率、低速率无线接入技术。具有低功耗、低成本、低复杂度、低速率的特点。 ZigBee是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案，工作在2. 4GHz ISM频段，速率为 10M-250Kb/S,传输距离为10-75m，在大多时候处于睡眠模式，适合于不需实时传输或连续更新的场合。ZigBee通过自己的无线电标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以它们之间的通信效率非常高。ZigBee的突出特点是应用简单，电池寿命长，成本低，可靠性高，具有自组织和自愈合能力。ZigBee技术由IEEE 802. 15. 4标准和ZigBee技术规范两部分组成。IEEE 802. 15. 4是IEEE无线个人区域网(Personal Area Network, PAN)工作组的一项标准，仅处理低级MAC层和物理层协议，其作用是提供无线网络连接和接入技术；ZigBee联盟定义应用IEEE802. 15. 4标准所需要的网络层和应用层，即ZigBee技术规范，其作用是定义一个应用IEEE802. 15.4标准所需要的开放性互操作规范，其目标是通过该开放性互操作规范， 避免众多专用方法给行业发展造成的不良影响，实现不同厂商设备的互操作，以促进行业发展。ZigBee技术具有强大的组网能力，可以形成星型、树型和MESH网状网，可以根据实际项目需要来选择合适的网络结构；MESH网状网络拓扑结构的网络具有强大的功能，网络可以通过“多级跳”的方式来通信；该拓扑结构还可以组成极为复杂的网络；网络具备自组织、自愈合功能。中长距离的GPRS (general packed radio service)通用分组无线业务，是在现有 GSM系统上发展出来的一种无线数据传输业务，是一种采用分组交换的高效率数据传输方式，其实际应用带宽大约在40 100Kbit/S，每个用户可同时占用多个无线信道，同一无线信道又可以由多个用户共享，资源利用率极高。利用GPRS技术可以实现端到端分组转移模式下发送和接受数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源，它应用于桥梁监测具有实时在线、接入范围广、数据传送效率高、支持TCP/IP协议和与ZigBee网络无缝对接、运行费用低等特点。管理层主要由混凝土桥梁结构耐久性监测子系统、数据处理子系统和报表处理子系统组成，是大型混凝土桥梁结构耐久性无线远程监测装置实时监测与耐久性评估的载体。管理层主要完成的工作有桥梁结构耐久性状况监控、数据处理、报表统计分析等。桥梁结构耐久性状况可通过从现场发回监测数据制作的饼状图或柱状图查看，并能实时对桥梁实体参数进行监控并发出报警；数据处理子系统与数据库相连，可以自动记录监控参数、完成数据的查询、插入、删除等操作。报表处理子系统负责对监控参数的统计、运算、处理、能自动生成各种报表(日报表、周报表、月报表、年报表等)；具有存储、显示、记录、打印、统计等功能。管理层基于B/S构架构建。在B/S体系结构系统中，用户通过浏览器向分布在网络上的许多服务器发出请求，服务器对浏览器的请求进行处理，将用户所需信息返回到浏览器。在此模式下，授权用户通过客户端浏览器的访问即可实现对数据的实时显示、历史查询、数据下载和数据分析等相关功能的应用。如图3所示，该图为大型混凝土桥梁结构耐久性无线远程监测装置的分层管理构架。从结构上讲，本实施例采用“分散监测，集中分层式管理”的构架。由上及下三个层次分别为桥梁监控中心、桥梁无线远程监测管理中心以及桥梁监测。桥梁监控中心是桥梁一级监测管理中心，负责对多个地区内所有大型混凝土桥梁结构耐久性状况的监控管理，并对二级桥梁无线远程监测管理中心进行管理；桥梁无线远程监测管理中心是桥梁二级监测管理中心，负责对各混凝桥梁土结构耐久性进行监控，直接负责对现场感知层的桥梁监测进行管理；从现场感知层桥梁监测点发回的耐久性数据可在管理中心存储并显示，供管理人员查看；同时可以以XML格式将各耐久性监测参数进行整理保存。该级监测管理中心通过现场ZigBee网络与GPRS网络进行双向通信收发数据， 进行数据库管理等服务；同时将桥梁监测信息上传至桥梁一级监测管理中心。桥梁监测是桥梁管理结构上的第三级，直接负责现场感知层的运行管理。现场感知层基于ZigBee无线MESH网络构建，构成末端设备的传感器包括温度传感器，湿度传感器，PH值传感器，以及针对混凝土结构耐久性监测专用的混凝土中性化深度和冻融损伤深度传感器，通过研究荷载、碳化、酸雨、冻融损伤等多种因素耦合作用下混凝土结构抗锈蚀性能对混凝土桥梁结构耐久性状况进行估判预测。如图4所示，无线传感器节点部分由桥梁专用传感器和无线通信节点组成。各类桥梁监测传感器采集到现场数据后统一由I/O 口将数据传往无线通信节点。 无线通信节点主要由处理器模块(MCU)，A/D转换�？椋芰抗┯δ？椋娲⑸璞窻OM和RAM， 内网通信RF�？樽槌�。无线通信节点基于嵌入式的TinyOS系统实现数据的采集和无线传输。节点接收到的数据经A/D转换后进入处理器�？�(MCU)；处理器模块(MCU)基于 IEEE802. 15. 4/ZigBee协议RF�？橛胪饨缃形尴咄ㄐ�。处理器�？�(MCU)选用ATMELU8 芯片；能量供应�？檠∮酶傻绯毓┑纾闪浇�1. 5V5号电池组成；内网通信RF�？椴捎� CC2420oZigBee/GPRS网关部分硬件主要由网关处理器(MCU)，内网通信RF�？椋馔ㄐ� GPRS模块，Flash存储器，SDRAM存储器组成。网关处理器(MCU)通过烧录基于2. 6. 18内核的嵌入式Linux操作系统来实现通信协议的转换，将接收到的ZigBee信号转换为GPRS 信号向外发送；其中，内网通信RF�？橛美词迪钟胛尴咄ㄐ沤诘鉘F�？榈幕赯igBee 协议的短距离无线传输；外网通信GPRS�？橛美词迪钟隚PRS基站间的数据传输，再通过 GPRS基站与hternet相连，从而实现数据远距离传输。网关处理器(MCU)选用三星公司的 S3C2410的ARM9芯片；嵌入式网关可采用干电池供电和外接电源供电两种供电方式，网关程序烧录通过JTAG接口实现，SDRAM的容量为64MB，由两片32M*16bit的HY57V561620组成。Flash采用2MB*16bit的型号为AiC9LV160DB_90EC的Nor Flash。内网通信RF�？檠∮肨I的CCM20，外网通信GPRS�？檠∮梦髅抛拥腗C35i。如图5所示，为混凝土桥梁结构耐久性监测装置的无线传感器节点硬件电路图。如图6所示，为混凝土桥梁结构耐久性监测装置的ZigBee/GPRS网关节点硬件电路图。
权利要求1.一种大型混凝土桥梁结构耐久性无线远程监测装置，其特征在于，该装置包括在桥体各部位装设相应的温度传感器、湿度传感器、中性化深度传感器、PH值传感器和冻融损伤深度传感器，并在各传感器上配置相应的无线传感器节点；无线传感器节点配置ZigBee网络、嵌入式网关和GPRS基站，且GPRS基站和hternet 相连；无线传感器节点及时获取桥体各部位的传感器的各个参数，进行信号处理后通过 ZigBee网络将数据发送至嵌入式网关的节点，嵌入式网关节点通过GPRS基站与hternet 相连，Internet将这些数据发至多级监控管理中心的计算机。
2.如权利要求1所述的大型混凝土桥梁结构耐久性无线远程监测装置，其特征在于， 所述的无线传感器节点的硬件包括A/D转换模块、处理器�？�、内网通信RF�？楹湍芰抗┯δ？椋鞔衅鹘型饨缧畔⒏兄筒杉⒕瑼/D转换�？樽晃中藕潘椭链砥髂？椋淮砥髂？橛糜谑迪稚璞缚刂�、任务调度和管理；内网通信RF�？橛糜谕瓿纱衅鞯慕诘慵�、节点与嵌入式网关的数据交换；能量供应模块用于各个�？榈哪芰抗┯Γ⑼ü菝呋剖迪纸谀芸刂疲尴叽衅鹘诘悴捎们度胧絋inyOS操作系统。
3.如权利要求2所述的大型混凝土桥梁结构耐久性无线远程监测装置，其特征在于， 所述的嵌入式网关节点的硬件包括网关处理器、内网通信RF�？�、外网通信GPRS�？椤� SDRAM存储器、Flash存储器和JTAG接口。
4.如权利要求2所述的大型混凝土桥梁结构耐久性无线远程监测装置，其特征在于，所述的处理器�？椴捎肁TMELU8微处理器芯片；内网通信RF�？椴捎弥С諭EEE 802. 15. 4协议的射频芯片CCM20 ；能量供应�？椴捎蔑绯�。
5.如权利要求3所述的大型混凝土桥梁结构耐久性无线远程监测装置，其特征在于， 所述的网关处理器采用ARM9架构的ARM处理器，所述的内网通信�？椴捎肅CM20射频芯片，所述的外网通信GPRS�？椴捎肧IM300C无线通讯�？�。
专利摘要本实用新型公开了一种大型混凝土桥梁结构耐久性无线远程监测装置，包括在桥体各关键部位设置相应的无线传感器节点，这些无线传感器节点构成桥体现场感知系统；无线传感器节点配置ZigBee网络、嵌入式网关和GPRS基站，且GPRS基站和Internet相连；无线传感器节点及时获桥体各关键部位的耐久性参数，进行信号处理后通过ZigBee网络将数据发送至嵌入式网关的节点，网关节点通过GPRS基站与Internet相连，Internet将这些数据发至各级监控管理中心的计算机，不同级别的用户根据其用户权限对基于数据融合的耐久性监测与评估信息进行访问，从而实现了对混凝土桥梁结构耐久性的无线远程监测。
文档编号G01D21/02GK202229783SQ20112034248
公开日2012年5月23日 申请日期2011年9月14日 优先权日2011年9月14日
发明者于军琪, 党博, 张振江, 徐善华, 徐硕, 牛荻涛, 董振平, 赵安军, 高攀祥 申请人:西安建筑科技大学
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