一種基于物聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)的梁構(gòu)件監(jiān)測方法及其監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種自動監(jiān)測系統(tǒng)，尤其涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)的梁構(gòu)件監(jiān)測方 法及其監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)梁受到集中力時梁會發(fā)生彎曲變形，按照材料力學(xué)的原理對梁進(jìn)行力學(xué)分析， 分別用到梁的彎曲變形撓度計(jì)算方法、動載荷解決問題的原理，確定梁的最大撓度位置，對 梁進(jìn)行受力分析，從而確定電阻應(yīng)變片傳感器的最佳安裝位置。運(yùn)用電阻應(yīng)變片變形后電 阻發(fā)生變化的原理和惠斯通電橋原理建立受力和位移變化量的電橋電路，電路采用信號反 饋原理減少失真，提高增益穩(wěn)定性，通過信號放大電路、模擬轉(zhuǎn)數(shù)字電路，將電橋電路采集 的微信號放大、轉(zhuǎn)換、處理后傳輸給傳感器。傳感器通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線傳輸和RS485傳 輸方式將檢測數(shù)據(jù)上傳到云服務(wù)平臺，云服務(wù)平臺對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析，判斷各點(diǎn)的受力 情況，同時根據(jù)系統(tǒng)接收的數(shù)據(jù)和域值之間比較，將處理信息傳遞給使用者，從而實(shí)現(xiàn)軟反 饋信息處理。
[0003] 按照材料力學(xué)的原理對梁進(jìn)行力學(xué)分析，設(shè)計(jì)護(hù)欄等梁構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，利用梁的變 形原理將梁的相關(guān)構(gòu)件通過傳感、網(wǎng)絡(luò)連接到云服務(wù)平臺中，分析梁的受力情況，并進(jìn)行相 應(yīng)的反饋處理，從而實(shí)現(xiàn)梁構(gòu)件的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
[0004] 護(hù)欄構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目的是在相同的集中力或分布力的作用下，讓梁發(fā)生最大彎 曲變形，從而確定傳感器的最佳安裝位置，以確保將變形梁的微小變形通過傳感器測量出 來，通過梁的變形受力分析判斷力的大小，是否超過梁構(gòu)件的許用應(yīng)力或最大沖擊應(yīng)力，將 實(shí)時數(shù)據(jù)通過物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)傳輸給系統(tǒng)，系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后將反饋數(shù)據(jù)返回到控制中心， 從而及時采取相應(yīng)的保護(hù)措施，以保證梁在安全受力范圍內(nèi)的正常工作，確保梁構(gòu)件的安 全性。
[0005] 市場大部分護(hù)欄采用觸碰開關(guān)或干簧管反饋信號，只有在外力沒有達(dá)到一定觸發(fā) 極限時，才能觸發(fā)。而且制作工藝和材料不同，導(dǎo)致反應(yīng)靈敏度不高。
[0006] 部分護(hù)欄設(shè)備采用傳感器直接發(fā)信息給報(bào)警設(shè)備的原理，在連接線被破壞，傳感 器被破壞或自身損壞后，無法及時反饋信息，導(dǎo)致無法報(bào)警的現(xiàn)象。
[0007] 現(xiàn)有的護(hù)欄報(bào)警器，大部分是單獨(dú)報(bào)警，或?qū)⒚總€傳感器線連接到控制室，使得人 力和物力的浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種靈敏度高、方便監(jiān)控的基于物聯(lián)網(wǎng)云技術(shù) 的梁構(gòu)件檢測方法及其監(jiān)測系統(tǒng)。
[0009] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種基于物聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)的梁構(gòu)件監(jiān)測 方法，包括以下步驟：
[0010] S101、將電阻應(yīng)變片設(shè)置于梁構(gòu)架底部最大撓度處，并將所述電阻應(yīng)變片接入電 橋構(gòu)成電橋電路；
[0011] S102、通過電阻應(yīng)變片采集梁構(gòu)件的形變信息，將所述形變信息轉(zhuǎn)換為電信號；
[0012]S103、將所述電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將所述數(shù)字信號帶入預(yù)設(shè)函數(shù)算出對應(yīng) 的梁構(gòu)件承受的壓力大小；
[0013]S104、將所述壓力大小與預(yù)設(shè)的閾值比對，并生成比對結(jié)果；
[0014]S105、云服務(wù)器以多線程、輪詢的方式發(fā)出詢問指令，以獲得所述比對結(jié)果；
[0015]S106、云服務(wù)器根據(jù)獲得的所述比對結(jié)果生成反饋信號并反饋至管理終端。
[0016] 所述反饋信號包括狀態(tài)信息，所述狀態(tài)信息包括正常狀態(tài)和異常狀態(tài)，所述狀態(tài) 信息以文字、圖片、聲音或其組合的形式反饋至管理終端。
[0017] 所述步驟S103中，將所述電信號放大后再轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
[0018] 在所述步驟S105中，所述對比結(jié)果以心跳包的形式發(fā)送給所述云服務(wù)器，發(fā)送的 方式為通過無線傳輸。
[0019] 采用上述方法的有益效果是：所述云服務(wù)器以多線程、輪詢的方式發(fā)出詢問指令， 可以同時獲得多個梁構(gòu)件的信息；
[0020] 將電信號放大后再轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號可以減小測量誤差，同時達(dá)到精確的測量效 果。
[0021] 以無線傳輸?shù)姆绞脚c云服務(wù)器連接可以最大程度的減少布線，提高傳輸效率；
[0022] 以心跳包的形式發(fā)送給云服務(wù)器可以在接收狀態(tài)信息的同時監(jiān)測每個檢測裝置 以及處理裝置是否處于正常工作狀態(tài)。
[0023] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明中一種基于物聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)的梁構(gòu)件檢測系統(tǒng)，包括 多個檢測裝置、多個處理裝置、云服務(wù)器和管理終端；
[0024] 所述檢測裝置包括電橋電路，所述電橋電路包括電阻應(yīng)變片，所述電阻應(yīng)變片用 于檢測梁構(gòu)件的形變信息，所述電橋電路通過電阻應(yīng)變片將所述形變信息轉(zhuǎn)換為電信號；
[0025] 所述處理裝置還包括A/D轉(zhuǎn)換模塊和CPU，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊將所述電信號轉(zhuǎn)換為 數(shù)字信號，并將其發(fā)送給CPU，所述CPU將所述數(shù)字信號的數(shù)值帶入預(yù)設(shè)的函數(shù)，從而算得 對應(yīng)的梁構(gòu)件的受力大??；所述CPU將所述梁構(gòu)件受力大小與預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比對得到比 對結(jié)果；
[0026] 所述云服務(wù)器向CPU發(fā)出詢問指令，所述CPU將所述比對結(jié)果反饋給所述云服務(wù) 器。
[0027] 所述電橋電路包括兩個完全一樣的電阻應(yīng)變片R1和電阻應(yīng)變片R2,以及兩個阻 值相等的匹配電阻R3和匹配電阻R4，所述電阻應(yīng)變片R1、電阻應(yīng)變片R2、匹配電阻R3和匹 配電阻R4順次首尾相連，組成電橋的個臂；
[0028] 所述電阻應(yīng)變片R1與匹配電阻R4的公共端a連接直流電源的一端、所述電阻應(yīng) 變片R2與匹配電阻R3的公共端b連接直流電源的另一端；所述電阻應(yīng)變片R1與電阻應(yīng)變 片R2的公共端c連接電壓表的一端，所述匹配電阻R3與匹配電阻R4的公共端d連接電壓 表的另一端。
[0029] 所述公共端a、b之間連接有用于濾波的電容C1。
[0030] 所述處理裝置還包括放大電路，所述放大電路用于將所述電橋電路采集的電信號 進(jìn)行放大。
[0031] 還包括多個無線發(fā)送模塊，每個所述處理裝置連接無線發(fā)送模塊，將所述比對結(jié) 果通過無線發(fā)送模塊發(fā)送給所述云服務(wù)器。
[0032] 所述電阻應(yīng)變片R1和電阻應(yīng)變片R2的其中一個設(shè)置在梁結(jié)構(gòu)底部最大撓度處， 另一個作為對照設(shè)置在梁結(jié)構(gòu)的側(cè)面。
[0033] 采用上述系統(tǒng)的有益效果是：本發(fā)明采用電阻應(yīng)變片為測量傳感器，同時運(yùn)用惠 斯通電橋、運(yùn)算器使采集的數(shù)據(jù)更加精確，能夠采集到護(hù)欄梁構(gòu)件的微小受力變化，使傳感 器的靈敏度更高。
[0034] 本發(fā)明采用云服務(wù)平臺對傳感器進(jìn)行心跳包監(jiān)測，當(dāng)采集數(shù)據(jù)為零（電阻應(yīng)變片 線路被破壞或自身損壞）、或傳感器沒有回應(yīng)的（傳感器被斷電或自身損壞），服務(wù)云平臺 馬上發(fā)出反饋信息給使用者。
[0035] 本發(fā)明的護(hù)欄傳感器都有唯一的地址，使用RS485總線和WIFI-RS485服務(wù)器傳 輸信息，采用就近、少穿線、多連接的原則，以最短的RS485總線連接最多傳感器，使用無線 WIFI-RS485服務(wù)器避免所以RS485總線必須回到控制室，節(jié)約材料和人工。并能和實(shí)際的 護(hù)欄一一對應(yīng)，能夠準(zhǔn)確定位。
[0036] 進(jìn)一步，所述反饋信號包括狀態(tài)信息，所述狀態(tài)信息包括正常狀態(tài)和異常狀態(tài)，所 述狀態(tài)信息以文字、圖片、聲音或其組合的形式反饋至管理終端。
[0037] 采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，用簡潔明了的方式將所述梁構(gòu)件的實(shí)時狀態(tài) 反饋給管理終端，為保證客戶不同的需要，可以使用不同的形式提示用戶。
[0038] 采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，由于梁構(gòu)件的形變一般很微小，即使使用應(yīng) 變片也難以獲得較大的電壓波動，故而使用放大電路，以增強(qiáng)其靈敏度。
【附圖說明】
[0039] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1一種基于物聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)的梁構(gòu)件監(jiān)測方法的流程圖；
[0040] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例2-種基于物聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)的梁構(gòu)件檢測系統(tǒng)的連接結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0041] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例3護(hù)欄監(jiān)測的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例3電橋電路的