本發(fā)明涉及橋梁健康監(jiān)測，具體為一種實現(xiàn)橋梁健康輕量級監(jiān)測的邊緣網(wǎng)關(guān)。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展以及運(yùn)輸需求的不斷增長，公路橋梁規(guī)模也隨之逐年擴(kuò)大，目前市場上主流的橋梁健康監(jiān)測解決方案，包括傳感器安裝、采集儀安裝、工控機(jī)安裝、數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)建設(shè)、數(shù)據(jù)分析與處理系統(tǒng)建設(shè)、預(yù)警與報警系統(tǒng)建設(shè)、監(jiān)測中心建設(shè)、云平臺建設(shè)以及運(yùn)維與管理等，這些通常涉及到昂貴的設(shè)備和復(fù)雜的技術(shù)，可能會受到場地和環(huán)境的限制，難以在各種場景下靈活應(yīng)用，不適合用于所有的橋梁健康監(jiān)測場景，而輕量級監(jiān)測方案則注重成本效益，采用相對簡單、經(jīng)濟(jì)的設(shè)備和方法，降低監(jiān)測成本，并且通常具有較小的體積和重量，便于安裝實施，因此出于建設(shè)成本、監(jiān)測靈活性、方便部署等方面的考慮下，可以采用輕量級橋梁監(jiān)測技術(shù)來提高監(jiān)測效率和準(zhǔn)確性，為橋梁的結(jié)構(gòu)安全性提供更加可靠的保障。

2、公開號為cn115314528a的申請公開了橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)、方法和平臺。橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)包括：前端傳感器網(wǎng)絡(luò)和云端大數(shù)據(jù)平臺；前端傳感器網(wǎng)絡(luò)包括多種多感知維度的傳感器及數(shù)據(jù)采集儀、一體化網(wǎng)關(guān)設(shè)備，前端傳感器網(wǎng)絡(luò)用于測量目標(biāo)橋梁的前端原始感知數(shù)據(jù)，并根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議接入云端大數(shù)據(jù)平臺；云端大數(shù)據(jù)平臺自適應(yīng)定義了邊緣分析模式，用于支持基于前端原始感知數(shù)據(jù)執(zhí)行邊緣分析，抽取有效數(shù)據(jù)并且，基于深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多模態(tài)組合分析，實現(xiàn)橋梁健康綜合智能評估，促進(jìn)橋梁結(jié)構(gòu)健康大數(shù)據(jù)的匯聚、治理與共享。

3、其邊緣網(wǎng)關(guān)針對于不同數(shù)據(jù)的相關(guān)處理時，一般基于對應(yīng)數(shù)據(jù)的產(chǎn)生頻次進(jìn)行實時存儲，但在實際的處理過程中，不同來源傳感器的不同數(shù)據(jù)在進(jìn)行統(tǒng)一管理時，因不同數(shù)據(jù)庫之間存在不同的數(shù)據(jù)存儲方式，故會導(dǎo)致其存儲優(yōu)化方式緩慢，在實際處理過程中，不同數(shù)據(jù)的整體監(jiān)測采集方式并未處于最佳狀態(tài)，便無法達(dá)到更好的監(jiān)測采集效果，其數(shù)據(jù)在進(jìn)行格式統(tǒng)一時，未設(shè)置較好的處理方式導(dǎo)致統(tǒng)一效率也較為緩慢。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種實現(xiàn)橋梁健康輕量級監(jiān)測的邊緣網(wǎng)關(guān)，解決了數(shù)據(jù)在進(jìn)行格式統(tǒng)一時，未設(shè)置較好的處理方式導(dǎo)致統(tǒng)一效率也較為緩慢的問題。

2、為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種實現(xiàn)橋梁健康輕量級監(jiān)測的邊緣網(wǎng)關(guān)，包括：

3、頻次數(shù)據(jù)獲取端，對本邊緣網(wǎng)關(guān)所關(guān)聯(lián)的若干組監(jiān)測傳感器的數(shù)據(jù)獲取頻次進(jìn)行確認(rèn)，并將所確認(rèn)的數(shù)據(jù)獲取頻次傳輸至周期數(shù)據(jù)獲取端內(nèi)；

4、周期數(shù)據(jù)獲取端，基于不同監(jiān)測傳感器所確認(rèn)的不同數(shù)據(jù)獲取頻次，來確定一組關(guān)聯(lián)周期，并對此關(guān)聯(lián)周期內(nèi)不同監(jiān)測傳感器所監(jiān)測的周期數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，并生成周期數(shù)據(jù)包，將所生成的周期數(shù)據(jù)包傳輸至數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一端內(nèi)，具體方式為：

5、將不同監(jiān)測傳感器所確認(rèn)的不同數(shù)據(jù)獲取頻次標(biāo)定為pi，其中i代表不同的監(jiān)測傳感器，優(yōu)先將pi=1和pi=0進(jìn)行剔除，再確認(rèn)剩下的數(shù)據(jù)獲取頻次pi的公倍數(shù)，并將所確認(rèn)的公倍數(shù)標(biāo)定為關(guān)聯(lián)周期，若未剩下其他的數(shù)據(jù)獲取頻次pi，則直接擬定24h作為對應(yīng)的關(guān)聯(lián)周期；

6、基于所確認(rèn)的關(guān)聯(lián)周期，從邊緣網(wǎng)關(guān)介入時刻開始，將不同監(jiān)測傳感器所產(chǎn)生的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，并將不同監(jiān)測傳感器所產(chǎn)生的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)包的合并，確認(rèn)周期數(shù)據(jù)包；

7、歷史數(shù)據(jù)分析端，基于周期數(shù)據(jù)包內(nèi)不同監(jiān)測數(shù)據(jù)所關(guān)聯(lián)的不同數(shù)據(jù)格式，從歷史數(shù)據(jù)中確認(rèn)不同數(shù)據(jù)格式之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速率，再對所確認(rèn)的若干個不同的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速率進(jìn)行數(shù)值分析，確定最佳的待轉(zhuǎn)格式，具體方式為：

8、將周期數(shù)據(jù)包內(nèi)不同監(jiān)測數(shù)據(jù)所關(guān)聯(lián)的不同數(shù)據(jù)格式進(jìn)行確認(rèn)，從所確認(rèn)的不同數(shù)據(jù)格式標(biāo)定為主格式，并從主格式中隨機(jī)選定一組數(shù)據(jù)格式作為待轉(zhuǎn)格式；

9、并從歷史數(shù)據(jù)中識別對應(yīng)主格式向待轉(zhuǎn)格式轉(zhuǎn)換過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速率，將單組主格式向待轉(zhuǎn)格式轉(zhuǎn)換時的若干組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速率進(jìn)行數(shù)值確認(rèn)，基于所確認(rèn)的最小數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速率以及最大數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速率，確認(rèn)對應(yīng)單組主格式所關(guān)聯(lián)的速率區(qū)間，再基于不同主格式所對應(yīng)的不同速率區(qū)間，將若干組不同速率區(qū)間的最小值標(biāo)定為qjkmin，將最大值標(biāo)定為qjkmax，其中k代表不同主格式所關(guān)聯(lián)的不同速率區(qū)間，再確定若干個不同最小值qjkmin之間的平衡值h1，將小于h1的qjkmin標(biāo)定為下位值，將大于h1的qjkmin標(biāo)定為上位值，h1與若干個下位值的差值之和與上位值與h1的差值之和相等，再采用相同的處理方式確認(rèn)若干個不同最大值qjkmax的平衡值h2，基于平衡值h1以及h2確認(rèn)屬于此待轉(zhuǎn)格式的特征速率區(qū)間，若h1=h2，則直接確定對應(yīng)待轉(zhuǎn)格式的特征參數(shù)，其特征參數(shù)與h1和h2相同；

10、再依次將其他主格式作為待轉(zhuǎn)格式，并采用上述相同的處理方式確定對應(yīng)待轉(zhuǎn)格式所關(guān)聯(lián)的特征速率區(qū)間或特征參數(shù)；

11、基于不同待轉(zhuǎn)格式所確認(rèn)的不同特征速率區(qū)間或特征參數(shù)，將特征速率區(qū)間中間值作為其關(guān)聯(lián)的特征參數(shù)，再選取最大特征參數(shù)所關(guān)聯(lián)的待轉(zhuǎn)格式作為最佳的待轉(zhuǎn)格式，并將所確認(rèn)的最佳的待轉(zhuǎn)格式傳輸至數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一端內(nèi)；

12、數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一端，基于所確認(rèn)的周期數(shù)據(jù)包以及最佳的待轉(zhuǎn)格式，將周期數(shù)據(jù)包內(nèi)與最佳的待轉(zhuǎn)格式不同格式的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，使周期數(shù)據(jù)包內(nèi)的監(jiān)測數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式均轉(zhuǎn)換為最佳的待轉(zhuǎn)格式；

13、進(jìn)程調(diào)整優(yōu)化端，對數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一端內(nèi)所存在的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換進(jìn)程進(jìn)行監(jiān)測確認(rèn)實時的轉(zhuǎn)換速率，再基于對應(yīng)轉(zhuǎn)換進(jìn)程所關(guān)聯(lián)的特征參數(shù)，進(jìn)行異常進(jìn)程的確認(rèn)，并基于實時確認(rèn)的具體結(jié)果，對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換進(jìn)程進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，具體子步驟為：

14、將實時監(jiān)測的屬于不同數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換進(jìn)程的轉(zhuǎn)換速率標(biāo)定為vq，其中q代表不同的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換進(jìn)程，并確定關(guān)于此數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換進(jìn)程所關(guān)聯(lián)的特征參數(shù)，將所關(guān)聯(lián)的特征參數(shù)標(biāo)定為tq；

15、若（tq-vq）＞y1，其中y1為預(yù)設(shè)值，將當(dāng)前所關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換進(jìn)程標(biāo)定為異常進(jìn)程，若在標(biāo)定時刻后續(xù)一定時段內(nèi)，存在其他進(jìn)程被標(biāo)定為異常進(jìn)程，則將對應(yīng)的異常進(jìn)程標(biāo)定為同步異常進(jìn)程，其一定時段為預(yù)設(shè)時段；

16、針對于所確認(rèn)的同步異常進(jìn)程，確認(rèn)對應(yīng)異常進(jìn)程所關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換頻率，依據(jù)數(shù)值從小至大的方式對若干組異常進(jìn)程進(jìn)行排序確定進(jìn)程序列，并對進(jìn)程序列內(nèi)相鄰的兩組異常進(jìn)程所對應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換頻率進(jìn)行反向調(diào)節(jié)，至同步異常進(jìn)程所關(guān)聯(lián)的tq以及vq滿足（tq-vq）≤y1時止；

17、針對于所確認(rèn)的異常進(jìn)程，在后續(xù)一定時段后，對此異常進(jìn)程的cpu利用率進(jìn)行提升，至所關(guān)聯(lián)的tq以及vq滿足（tq-vq）≤y1時止。

18、優(yōu)選的，還包括：

19、數(shù)據(jù)加密存儲端，對完成格式統(tǒng)一后的周期數(shù)據(jù)包進(jìn)行加密存儲，其加密存儲的方式包括兩種，分別為采用rc4加密的方式生成二進(jìn)制數(shù)據(jù)或?qū)⒄埱髤?shù)按字母自然順序排序生成請求參數(shù)字符串的方式進(jìn)行加密；

20、所述數(shù)據(jù)加密存儲端采用rc4加密的方式生成二進(jìn)制數(shù)據(jù)包括：使用protobuf協(xié)議格式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并采用crc16-ccitt算法進(jìn)行校驗，生成2字節(jié)的校驗碼，拼接到消息體后，再經(jīng)過rc4加密，再將生成的二進(jìn)制數(shù)據(jù)發(fā)送到上級物聯(lián)網(wǎng)平臺的mqtt服務(wù)器；

21、所述數(shù)據(jù)加密存儲端將請求參數(shù)按字母自然順序排序生成請求參數(shù)字符串的方式包括：將請求參數(shù)按字母自然順序排序，生成請求參數(shù)字符串；對請求參數(shù)進(jìn)行鍵值數(shù)組轉(zhuǎn)換后，按key鍵進(jìn)行升序排序，以=&=&=......形式返回，其value代表數(shù)值，請求參數(shù)排序后,將時間戳拼接到末尾，然后使用sm3算法,使用密鑰對參數(shù)字符串=1&=2&=3&timestamp=1713166038000簽名，得到簽名后的加密數(shù)據(jù)，該簽名后的加密數(shù)據(jù)就是請求頭參數(shù)，參數(shù)名:authorization，參數(shù)值共分3部分，包括簽名算法、簽名字符串、時間戳，格式為：sm3signature=簽名,timestamp=171316603800。

22、本發(fā)明提供了一種實現(xiàn)橋梁健康輕量級監(jiān)測的邊緣網(wǎng)關(guān)。與現(xiàn)有技術(shù)相比具備以下有益效果：

23、本發(fā)明通過對不同監(jiān)測傳感器的數(shù)據(jù)獲取頻次進(jìn)行確認(rèn)，基于所確認(rèn)的數(shù)據(jù)獲取頻次，確認(rèn)其對應(yīng)的關(guān)聯(lián)周期，并將關(guān)聯(lián)周期內(nèi)所產(chǎn)生的周期數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，再對周期數(shù)據(jù)內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行格式統(tǒng)一處理，優(yōu)先確認(rèn)對應(yīng)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換格式，其數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換格式在轉(zhuǎn)換進(jìn)程中存在對應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速率，在進(jìn)行數(shù)值確認(rèn)時，便可鎖定對應(yīng)階段所關(guān)聯(lián)的速率區(qū)間，再基于不同的速率區(qū)間，來進(jìn)行最佳待轉(zhuǎn)格式的最終確認(rèn)，所確定的最佳的待轉(zhuǎn)格式就是整個數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換進(jìn)程中，其轉(zhuǎn)換速率最快的一組轉(zhuǎn)換格式，便可充分縮減具體的轉(zhuǎn)換時間，來達(dá)到最佳的轉(zhuǎn)換處理效果;

24、對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換進(jìn)程進(jìn)行監(jiān)測，有效的使多個數(shù)據(jù)格式進(jìn)程所關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)換速率均能得到相關(guān)保障，以此來進(jìn)行進(jìn)程的綜合優(yōu)化，提升其若干個數(shù)據(jù)的綜合優(yōu)化速率，縮減轉(zhuǎn)換時間；

25、基于所產(chǎn)生的周期數(shù)據(jù)，采用不同的加密方式對其進(jìn)行加密，使所監(jiān)測的數(shù)據(jù)在安全性上能得到充分保障，達(dá)到更好的安全防護(hù)效果。