基于3G无线传感的桥梁集群健康监测系统
大型桥梁结构智能健康监测系统集成技术分析
大型桥梁结构智能健康监测系统集成技术分析1. 引言1.1 研究背景大型桥梁结构的健康监测一直是工程领域的重要课题。
随着桥梁结构的不断增多和老化，传统的巡检方式已经无法满足对桥梁结构安全性和可靠性的需求。
而智能健康监测系统的出现，为大型桥梁的安全管理提供了新的可能性和途径。
通过结合传感技术、数据处理技术和信息通信技术，智能健康监测系统能够实时监测桥梁结构的运行状态，精准分析结构的健康状况，及时预警潜在问题，为保障桥梁的安全提供了重要支持。
目前智能健康监测系统在大型桥梁结构中的集成技术仍然面临一些挑战，如传感器部署的复杂性、数据处理与分析的实时性要求、系统的可靠性和稳定性等问题。
本文旨在对大型桥梁结构智能健康监测系统的集成技术进行深入分析，探讨其原理与应用，总结技术挑战并提出解决方案，同时评估系统集成的优势，以期为进一步的研究和实践提供参考和指导。
1.2 研究目的研究目的是为了深入探讨大型桥梁结构智能健康监测系统集成技术，探索其在实际工程中的应用和优势。
通过对现有监测技术的概述和原理分析，结合实际案例研究，分析技术挑战和解决方案，最终得出系统集成的优势。
这样有助于为我们提供更有效的监测系统，提高大型桥梁的安全性和可靠性。
通过对未来技术的展望和系统集成实践的总结，探讨未来的研究方向，为大型桥梁结构监测技术的发展提供重要参考。
通过本研究，旨在推动大型桥梁结构监测技术的创新和发展，为保障桥梁结构安全提供更加可靠的技术支持。
1.3 研究意义大型桥梁是现代城市重要的交通设施和基础设施，其安全性直接关系到人们出行的安全和城市交通的顺畅。
随着大型桥梁结构的不断建设和使用，其健康监测和维护变得尤为重要。
目前，传统的桥梁监测方法存在诸多局限性，如监测精度低、实时性差、难以发现隐蔽性缺陷等。
研究开发大型桥梁结构智能健康监测系统集成技术具有重要意义。
智能健康监测系统能够实现对桥梁结构全方位、多维度的监测和分析，提高监测的准确性和实时性，帮助工程师及时发现潜在问题并作出及时处理，从而保障桥梁的安全运行。
桥梁健康监测系统方案
桥梁健康监测系统方案1. 介绍本文档旨在提出一种桥梁健康监测系统方案，通过利用现代科技手段，实时监测和评估桥梁的结构健康状况，从而提早发现潜在的问题并及时采取措施进行维修和保养，确保桥梁的安全运行。
该方案利用传感器技术、数据采集与处理技术、远程监测与管理平台等关键技术，为桥梁管理部门提供全面的健康监测服务。
2. 方案设计2.1 传感器技术在桥梁健康监测系统中，将采用多种传感器来监测桥梁的各项关键指标。
例如，加速度传感器可以用于监测桥梁的振动情况，倾斜传感器可以用于监测桥梁的倾斜角度，温度传感器可以用于监测桥梁的温度变化等。
这些传感器将被安装在桥梁的关键位置，通过无线通信技术将采集到的数据传输到数据采集与处理系统。
2.2 数据采集与处理技术数据采集与处理技术是桥梁健康监测系统中的核心技术之一。
采集到的传感器数据将通过数据采集设备进行实时采集，并传输到数据处理系统。
在数据处理系统中，利用数据挖掘、机器学习等技术对采集到的数据进行分析和处理，从而得出桥梁健康状况的评估结果。
同时，数据处理系统还可以根据预设的规则进行异常检测，并及时发出报警。
2.3 远程监测与管理平台为了方便桥梁管理部门实时监测、管理和维护桥梁，本方案还将建立一个远程监测与管理平台。
该平台通过互联网连接数据处理系统和桥梁管理部门，实时接收和显示桥梁的健康状况数据，并提供数据可视化界面，方便管理人员进行数据分析和决策。
此外，远程监测与管理平台还可以通过短信、邮件等方式向管理人员发送桥梁健康状况的报告和警报。
3. 方案特点3.1 实时监测本方案利用传感器技术和数据采集与处理技术，实现对桥梁健康状况的实时监测。
监测到的数据可以立即传输到数据处理系统，并通过远程监测与管理平台进行实时显示和分析，从而及时发现潜在的问题并采取措施。
3.2 自动报警数据处理系统可以根据预设的规则进行异常检测，一旦发现桥梁健康状况异常，将自动发出报警。
报警信息可以通过远程监测与管理平台向管理人员发送，以便及时采取措施进行维修和保养，确保桥梁的安全运行。
基于3G无线传感的桥梁集群健康监测系统
－
７－ ５
《 电子设 计工 程｝ ０ ２年 第 １ ２１ ４期
据 汇 聚 到 Ｔ 网关 层 ， Ｄ 实现 监 测 数 据 的本 地 短 时 存 储 和 ３ Ｇ无
Ｖ ６０软 件 ． 计 了桥 梁健 康 监 测 中心 上 位 机 系统 。在 桥 梁 集 群 上 ８ Ｃ． 设 ０个采 集 点 实 际应 用 表 明 ， 系统 运 行 稳 定 ， 该 数 据 存 储 和 无 线 传 输 稳 定 可 靠 ， 满足 桥 梁集 群 无 线 健 康 监 测 的 需求 。 可
桥 梁 是 公 路 的 咽 喉 ， 安 全 问题 是 国 内 外 极 大 关 注 的 重 其
构 健 康 的监 测 例 Ｓａｆ ｄ的 ＪｒｍｅＰ Ｌｎ ｈ等人 设 计 了一 种 。ｔ ｏ ｎｒ ｅ ｏ ．ｙｃ
无 线 组 块 监 测 系 统 （ ｒｌ ｓ Ｍ ｄ ｌ ｎｔ ｎ ｙ ｓ ｍ ， Ｗｉ ｅ ｏ ｕａ Ｍｏ ｉ ｒ ｇ Ｓ ｔ ｓ ｅｓ ｒ ｏ ｉ ｅ
基金项 目： 国家 自然 科 学基 金 （０ ０ ０ ８ ， 东省 自然 科 学 基金 （４ １６ ２ １０ ３ １ ； 州市科 技 项 目（０ ９ ２ ｄ ７ ）住 房 和 城 ６ ５５ １ ）广 ８ ５ ０ ３ ０ ００ ６ ）广 ２０Ｚ一 ３１；
乡建设 部 ２ １ 科 学技 术 项 目（００ ｋ－ ） 中 国移 动通 信 集 团 广 东有 限 公 司科 技 项 目（ Ｊ Ｍ１ Ｈ ０ ２ ０ ０年 ２ １－ ９ ４ ； ＫＸ １ Ｋ １）
对 散 布 在 较 大 区域 内 的 多 个 桥 梁 健 康 状 态 数 据 采 集 子 系 统
桥梁健康监测技术应用案例分析
桥梁健康监测技术应用案例分析桥梁作为交通运输的重要枢纽，其结构的安全性和稳定性至关重要。
为了确保桥梁在长期使用过程中的健康状况，桥梁健康监测技术应运而生。
本文将通过几个具体的案例，深入分析桥梁健康监测技术的应用。
案例一：某大型跨海大桥这座跨海大桥所处的环境复杂，面临着海浪、海风、海水腐蚀等多种不利因素的影响。
为了实时掌握桥梁的结构状态，采用了一套综合性的健康监测系统。
监测系统中包含了多种传感器，如应变传感器、位移传感器、加速度传感器等。
应变传感器被安装在桥梁的关键部位，如桥墩、箱梁等，用于监测结构的应变情况。
位移传感器则用于测量桥梁在风、浪等作用下的位移变化。
加速度传感器能够捕捉桥梁在车辆通行和外部荷载作用下的振动响应。
通过这些传感器收集到的数据，经过传输系统实时传输到数据处理中心。
在数据处理中心，专业的软件对数据进行分析和处理。
一旦监测数据出现异常，系统会立即发出警报，提醒相关人员采取措施。
例如，在一次强风天气中，监测系统发现桥梁的某个桥墩的应变值超出了正常范围。
经过进一步的分析和评估，发现是由于强风导致桥墩局部受力过大。
相关部门迅速采取了限制车辆通行、加强桥墩防护等措施，避免了潜在的安全隐患。
案例二：某城市高架桥这座城市高架桥位于交通繁忙的区域，车流量大，且周边建筑物密集。
为了保障桥梁的安全运行，对其进行了健康监测。
监测系统中除了常见的传感器外，还引入了视频监测设备。
视频监测设备可以直观地观察桥梁的外观变化，如裂缝的出现和扩展、表面混凝土的剥落等。
同时，利用无线传感器网络技术，实现了传感器数据的高效传输。
这种技术不仅减少了布线的复杂性，还提高了数据传输的稳定性和可靠性。
通过长期的监测，发现了桥梁在某些部位存在着轻微的裂缝扩展趋势。
根据监测数据，相关部门及时安排了维修和加固工作，延长了桥梁的使用寿命。
案例三：某山区公路桥梁这座桥梁位于山区，地形复杂，地质条件不稳定。
在其健康监测中，重点关注了桥梁基础的稳定性和山体滑坡对桥梁的影响。
基于光纤传感器的桥梁结构健康监测研究
基于光纤传感器的桥梁结构健康监测研究桥梁作为现代交通运输的基础设施之一，其安全和稳定性对于社会经济的发展具有重要意义。
然而，长期以来，由于桥梁受到环境和使用的影响，其结构健康状况容易产生变化，长期使用容易造成疲劳、老化和损伤等问题，从而对桥梁的安全和使用寿命产生潜在威胁。
为了及时发现和解决这些问题，研究人员开始着手开发各种桥梁结构健康监测技术。
光纤传感技术作为近年来发展迅猛的一种技术手段，被广泛应用于桥梁结构健康监测领域。
光纤传感器具有体积小、重量轻、不易受外界干扰、高灵敏度、快速响应等优点，可用于实时监测桥梁结构的变形、振动、温度、湿度等参数，检测桥梁结构的健康状况。
光纤传感器在桥梁结构健康监测中主要分为两类：点式光纤传感器和连续式光纤传感器。
点式光纤传感器通过铺设在桥梁结构上的传感光纤，实现对单个点进行监测。
这种传感器具有响应速度快、测量精度高等特点，适用于测量桥梁结构的振动和变形等参数。
研究人员可以通过点式光纤传感器获取到桥梁在使用过程中的某一时刻的结构变化情况，从而及时发现和解决存在的问题。
连续式光纤传感器则通过在整个桥梁结构中布置光纤，实现对整个结构进行连续监测。
这种传感器可用于测量桥梁结构的应力、温度、湿度等参数，能够提供整体结构的健康状态信息。
连续式光纤传感器的安装简单，可以实现对桥梁结构的实时监测，并根据监测数据进行预测分析。
在基于光纤传感器的桥梁结构健康监测研究中，数据采集和分析是关键环节。
通过光纤传感器采集到的大量数据需要经过处理和分析，才能得出结构的健康状况以及潜在问题。
研究人员借助于物联网、大数据和人工智能等技术手段，对采集到的数据进行整理、分析和建模，提供可靠的健康评估和预测。
除了数据采集和分析外，桥梁结构健康监测研究还涉及到传感器的布设和光纤传感器的性能提升等问题。
研究人员需要合理布置传感器，确保监测数据的全面性和准确性。
同时，光纤传感器的性能也需要不断提升，以满足对桥梁结构健康监测的高要求。
无线传感器网络在桥梁健康监测中的应用
讨［ ］／ ｃ ／ 中国钢结构协会钢 一 混凝 土组合 结构分会第 十次年
会论 文 集 ，０ ５ ２０ ． ．
［ ］ 孙 晓辉． ４ 浅析型钢混凝 土结构节点 连接 ［ ］ 特 种结构 ， ０ ， Ｊ． ２ ７ ０
（） １．
不得有咬边 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 气孔、 裂纹 、 焊瘤 等缺 陷和焊缝表 面存在 几何尺寸不定现象 ， 不得因切割连接板 、 刨除焊垫板等
１ ２ ｉ取焊缝焊脚尺寸 １ ｉ ４＝ ８ｍｌ ｌ ， ０ｍｌ ｌ 。两焊脚尺寸相等 ； 考 虑折减后焊缝设计强度 ２０× ．５ ０９＝１３ ／ ｍ ； ０ ０８ ． Ｘ ５Ｎ ｍ 焊
５ 结 语
工程 中通过 对 焊缝 的质 量评 定和 对焊 接试 件 的
送样检测 ， 结构均为合格 ， 验证 了用连 接板代替直螺纹
结构监测系统一般 由以下几部分 组成 ：
等特点 ， 在结构健康监测 系统作 为一种新 型的数据 传
输方式正受到 日益广 泛的关 注。
（ ） 传感系统。 由传 感器 ， 次仪表 ， １ 二 如加速 度
计、 风速风 向仪 、 位移计 、 温度计 、 变计 、 号放大处 应 信
构设计规范 ，ｆ ． ＝ ． ／ ８５ｍ ；ｆ ． ｈ≥１５ １５ｘｖ ２＝ ． ｍ ｈ≤１２ｘ ２
构损伤或者退化的 目的。结构健康监测 的一个 目 就 标
是为大型结构 在特 殊气 候或 运 营状况 严 重异 常时发
出预警信号 ， 提早检测 出结构 的损 伤 ， 为结 构 的维 护、
维修 和管理决策提供依 据和指导 ， 这是个 实时的在线
监 测 过 程 。
本、 灵活性 、 监测精度 高、 可靠性 高、 安装维护成本低廉
基于光纤传感技术的智能桥梁健康监测系统
基于光纤传感技术的智能桥梁健康监测系统近年来，桥梁建设已成为城市建设的重要组成部分，在我国尤为突出。
而随着桥梁年限的不断增长，桥梁养护问题也愈发凸显，尤其是健康状态的监测和预警。
在传统的桥梁监测体系中，多采用人工巡检的方式，存在时间周期长、难以覆盖全局等问题。
因此，基于光纤传感技术的智能桥梁健康监测系统应运而生。
一、光纤传感技术的优势光纤传感技术是近年来发展起来的一种光学技术，其主要原理是利用微弱的光信号来检测变化，因此具有灵敏度高、精度高、抗干扰能力强等优势。
与十年前的传感技术相比，光纤传感技术更为优秀，光纤传感技术成为了智能化桥梁健康监测的最佳选择。
二、光纤传感技术在桥梁监测中的应用采用光纤传感技术，对于桥梁的监测可以起到优异的效果。
光纤传感技术通过在桥梁上铺设光纤传感器，实现温度、应变、振动等物理量的实时测量，将测量到的数据传输到数据采集装置中。
这种方式不仅可以快速反馈桥梁健康状态，还可以根据数据分析进行预警和预测，从而有效维护桥梁的健康状态。
三、智能桥梁健康监测系统的构成智能桥梁健康监测系统有三个核心组成部分。
第一个是数据采集装置，用于采集光纤传感器测量到的数据；第二个是数据传输装置，将采集到的数据传输到云端处理；第三个是数据分析与处理软件，对数据进行处理分析，实现健康状态的预测、预警和维护。
四、智能桥梁健康监测系统的优势与传统的桥梁健康监测方式相比，基于光纤传感技术的智能桥梁健康监测系统具有更为优异的优势。
首先，它可以实现对桥梁的全面监测，避免漏检和遗漏问题，确保桥梁的安全性；其次，它具有智能化的预警功能，可以准确判断桥梁的健康状态，及时发出预警信号，保障了桥梁的使用安全性；最后，它可以实现数据的远程传输和集中处理，大大提高了监测和维护的效率。
五、未来展望光纤传感技术的应用在智能桥梁健康监测系统中是十分广泛的。
大量数据的处理和分析需要引入机器学习，将传感器的数据从大量数据中自动分离出来，提高分析工作的准确性和效率。
大桥结构健康监测系统解决方案
• 利用深度学习技术进行数据分析
• 提高数据分析准确性和效率
人工智能算法
• 应用人工智能算法进行结构健康状况评估
• 提高评估结果的可靠性和客观性
数据可视化
• 采用数据可视化技术展示监测结果
• 提高数据处理和管理的效率
大桥结构健康监测系统的智能化与自动化
智能化监测系统
• 自动识别桥梁结构异常行为
• 根据噪声特点，选择合适的去噪算法
02
数据滤波
• 采用低通滤波、高通滤波等方法对数据进行滤波处理
• 根据信号特点，选择合适的滤波器类型和参数
03
数据归一化
• 对数据进行归一化处理，消除量纲影响
• 选择合适的归一化方法，如最大最小归一化、Z-score归
一化等
监测数据的分析方法
01
统计分析方法
• 计算桥梁结构的平均值、方差等统计量
数据采集
• 数据采集设备按照设定的采样频率实时采集传感器数据
• 数据采集过程中进行数据校验，确保数据质量
数据处理
• 数据处理软件对采集到的数据进行去噪、滤波等预处理操作
• 根据需要，对数据进行特征提取和数据融合
03
大桥结构健康监测数据分析与评估
监测数据的预处理
01
数据去噪
• 采用中值滤波、均值滤波等方法去除数据中的噪声
• 选择加速度计或速度计
• 根据桥梁结构特点选择合适的传感器类型和规格
倾斜传感器
• 用于测量桥梁结构倾斜角度
• 选择水平仪或角度计
• 根据桥梁结构特点选择合适的传感器类型和规格
传感器部署策略
传感器部署原则
• 确保传感器在关键部位布置
桥梁健康监测系统
桥梁健康监测系统一、前言桥梁是通往城市的重要交通设施，其安全性可以影响到公民的出行安全。
因此桥梁健康监测系统的研发和应用具有重要意义。
本文将介绍桥梁健康监测系统的工作原理、技术特征和应用效果等方面的内容。
二、桥梁健康监测系统的工作原理桥梁健康监测系统是利用传感器等监测设备对桥梁进行实时监测。
通过采集各种信息，通过计算机系统进行分类、筛选、分析和处理，得出极其详尽的桥梁状况分析报告。
桥梁健康监测系统是一种数据采集、传输、存储、处理和可视化的一体化系统，它覆盖了桥梁管理的各个环节，包括设计、建造、运行、维护和修缮等。
桥梁健康监测系统首先将网络传感器分布在桥梁的关键位置上，实时采集不同类型的数据。
传感器包括振动传感器、应变计和温度传感器等，它们可以测量桥梁荷载、变形、应力和温度等信息。
这些数据被实时收集、处理和传输到数据中心，并通过分析软件进行分析、处理和建模，最终生成用于桥梁健康管理的决策支持。
三、桥梁健康监测系统的技术特征1.传感器技术传感器技术是桥梁健康监测系统的核心技术，传感器的选择和布局是系统的关键点。
在传感器的选择上，应根据桥梁的特点、结构和施工规范，合理地选择传感器类型和数量。
在传感器的布局上，应根据桥梁的大小、形状、荷载类型、流动状态和工作环境等条件，确定传感器的位置和数量。
2. 数据源数据源包括传感器、控制器、通信设备和计算机等。
其中传感器是数据源的重要部分，其作用是将实时数据采集并传输到数据中心，控制器用于控制传感器和通信设备的工作，通信设备用于数据传输，计算机用于数据计算和分析处理。
3. 数据管理数据管理包括数据采集、传输、存储、计算、分析和展示等，其目的是将数据转化为信息，为决策提供支持。
数据管理应建立完整的数据库系统，掌握各个时期桥梁的状态，提供全面的桥梁健康状况的评估，同时能够实现数据实时控制、数据存储、提取和分析。
4. 分析算法桥梁数据的分析算法是整个系统的重要部分，其目的是根据监测数据的权值，来反映桥梁当前的健康程度。
(完整版)桥梁健康监测系统
桥梁健康监测系统，是一个以桥梁结构为平台，结合实时监测与人工定期检测的优势，应用现代传感、通信和网络技术，以实现对桥梁在未来运营过程中健康状况的实时动态监测，及时发现和预警桥梁潜在的危险，为桥梁的安全运营、管理和养护维修提供科学的数据支持。
对于不同结构类型的桥梁和用户的具体需求，可依据实际情况制定适宜的监测方案。
高清摄像机在此监测中使用爱普华顿的APG-IPSD-645FR-4G型400万高清4G网络红外智能高速球作为视频监控终端。
详细技术参数如下：项目技术指标机芯参数传感器1/3"Progressive CMOS有效像素2592×1520变焦倍数20倍光学变焦 5.4-108mm数字变焦16倍菜单显示多语言菜单可选日夜转换双滤光片切换同步图像，自动，彩色，黑白，定时，阈值控制，翻转背光补偿关/背光补偿/强光抑制/宽动态/透雾功能数字降噪2D/3D白平衡自动1/自动2/室内/室外/手动/钠灯/日光灯最小物距Wide 1.5m,Tele 1.5m视场角水平50.2-2.9度(广角-望远)垂直37.9-2.1度最低照度0.01Lux@(F1.5,AGC ON)彩色，0.005Lux@(F1.5,AGCON)黑白球体参数旋转范围水平360°连续旋转，-10~90°，自动翻转水平键控制速度水平0.01°~120°/s，垂直:0.01°~35°/s 预置位255个巡航云台功能8条（每条32个预置位）线性扫描1条，左右边界可设自学习1条，最长2分钟操作红外距离150米，分两段开启红外角度多组透镜组合无线属性无线标准移动TD-LET,TD-SCDMA,联通FDD-LET,WCDMA,电信FDD-LET,CDMASIM卡槽1个（内置）天线接口1个支持运营商全网通连接方式web配置网络功能报警联动常开常闭模式、联动录像、预置点，报警触发抓取图智能报警移动侦测、联动E-mail支持协议TCP,UPNP,IP,HTTP,DHCP,PPPoE,RTSP,FTP,DDNS,NTP 网络接口10/100M网络自适应,RJ45适配器接入协议ONVIF或GB/T28181、主动注册信息显示镜头放大倍数、摄像机方位指示、日期时间显示通用功能密码保护，心跳，多用户访问控制压缩标准视频压缩标H.265/H.264 压缩输出码率50Kbps~7Mbps一般规范工作环境温-40℃~+65℃<95% 电源供应DC12V±10% 功耗<30W尺寸φ213.5*279.5mm 重量 6.5kg防护等级IP66现场安装示意图如下图所示：高清摄像机现场安装示意图。
2024年桥梁健康监测系统市场规模分析
2024年桥梁健康监测系统市场规模分析1. 引言随着城市发展的进步和交通运输的快速发展，桥梁作为交通网络的重要组成部分，承载着重要的交通任务。
然而，由于长期使用和自然灾害等原因，桥梁的健康状况成为了人们日益关注的问题。
为了及时发现和解决潜在的桥梁安全问题，桥梁健康监测系统逐渐成为了一种重要的技术手段。
本文将通过市场规模分析，探讨桥梁健康监测系统市场的发展趋势。
2. 桥梁健康监测系统概述桥梁健康监测系统是一种通过运用传感器、数据采集和分析技术，对桥梁进行实时监测、分析和评估的系统。
它可以实时获取桥梁结构的应变、振动、温度等数据，并通过数据分析模型进行疲劳预测、结构评估等，以帮助工程师及时了解桥梁的健康状况，实现桥梁的安全运营和维护。
3. 桥梁健康监测系统市场规模3.1 市场规模历史发展自桥梁健康监测系统技术的引入以来，全球桥梁健康监测市场规模不断增长。
据市场研究机构统计，桥梁健康监测系统市场规模从20XX年开始保持了较快的增长，至今已达到xx亿美元。
3.2 市场规模分析3.2.1 区域分布桥梁健康监测系统市场在全球范围内分布广泛。
目前，北美地区是桥梁健康监测系统市场最大的区域，其次是欧洲和亚太地区。
这些地区的快速城市化和基础设施建设是桥梁健康监测系统市场快速增长的主要推动力。
3.2.2 应用领域桥梁健康监测系统市场的应用领域包括公路桥梁、铁路桥梁、市区桥梁等。
其中，公路桥梁是目前市场占比最高的应用领域，占据了整个市场的xx%。
随着城市化的进程，市区桥梁的需求也在不断增加，预计市区桥梁将成为未来市场的增长点。
3.2.3 市场前景随着城市交通的快速发展和桥梁健康状况的日益受到重视，桥梁健康监测系统市场具有广阔的发展前景。
未来几年，市场规模将继续保持增长态势，预计到20XX年，市场规模将超过xx亿美元。
4. 市场增长因素桥梁健康监测系统市场的增长受到多个因素的影响，主要包括以下几个方面：4.1 政府支持政策政府在交通基础设施建设中对桥梁健康监测系统的推广和应用给予了一定的支持和鼓励。
智慧桥梁大桥健康监测系统建设方案
信息发布
通过网站、APP等渠道，向公众发布大桥的 健康状况、交通状况等信息，提高信息透明
度。
04
系统实施与部署
系统规划与设计
需求分析
明确监测系统的功能需求，包括 数据采集、处理、存储、预警和 可视化等方面。
系统架构设计
根据需求分析，设计系统的整体 架构，包括硬件和软件结构、网 络拓扑等。
数据模型设计
科学决策依据
健康监测系统提供的数据和分析结果，为管理部门制定科学合理的 维护和改造方案提供依据，提高桥梁的安全性能。
降低维护成本
精准维护
01
通过实时监测和预警，管理部门能够及时发现并处理桥梁的潜
在问题，避免小问题积累成大故障，降低维护成本。
优化资源分配
02
基于健康监测数据的分析，管理部门可以更合理地分配维护资
源和人力，提高维护效率，降低成本。
延长桥梁使用寿命
03
通过预防性维护和科学决策，健康监测系统有助于延长桥梁的
使用寿命，从而降低长期维护成本。
提高交通效率
减少交通拥堵
通过实时监测桥梁的结构健康状况，管理部门可以提前采取措施 ，避免因桥梁故障导致的交通拥堵。
优化交通流
基于健康监测数据的分析，管理部门可以优化交通流，提高道路 和桥梁的通行效率。
预警与预测系统
预警阈值设定
根据桥梁的安全状况和监测数据，合理设定预警阈值，及时发现异常情况并发出 预警信息。
预测模型建立
建立基于历史数据的预测模型，对桥梁的未来健康状况进行预测，为桥梁的维护 和管理提供决策支持。
云计算与大数据技术
云计算平台搭建
搭建基于云计算的平台，实现数据存 储、处理和分析的高效运行。
现代桥梁健康安全监测系统
现代桥梁健康安全监测系统摘要现代桥梁健康安全监测系统是保障桥梁正常运行和减少事故发生的关键技术之一。
本文从现代桥梁监测系统的发展历程、系统组成、监测技术等方面进行介绍，并对现代桥梁监测系统在保障桥梁健康安全方面的作用进行探讨。
关键词：桥梁监测，健康安全，现代技术，智能化一、引言桥梁作为城市基础设施的重要部分，是人们出行和经济发展的重要保障。
然而，随着桥梁使用时间的不断延长和日益严峻的环境压力，桥梁的健康安全问题也变得越来越突出。
为了减少桥梁事故的发生，保障桥梁的正常运行，提高桥梁的使用寿命，现代桥梁健康安全监测系统应运而生。
本文主要介绍现代桥梁监测系统的发展历程、系统组成、监测技术等方面，并探讨现代桥梁监测系统在保障桥梁健康安全方面的作用。
二、现代桥梁监测系统的发展历程随着信息技术的不断发展和各种监测技术的不断更新，现代桥梁监测系统得以不断完善和发展。
下面我们对现代桥梁监测系统的发展历程进行一下简要介绍。
1. 传统桥梁监测技术传统桥梁监测技术主要包括视察法、测量法和试验法。
这种技术主要依赖于人工的视察和测量，对桥梁状况的判断和评估主要基于经验和直觉，缺乏科学的分析和数据支撑。
2. 电子传感器技术电子传感器技术是现代桥梁监测系统发展的重要里程碑，它将大量的传感器与数据采集器相结合，能够实现对桥梁的实时监测和数据分析。
这种技术能够提供高精度的数据和可靠的故障检测，为桥梁的健康监测提供了重要的技术保障。
3. 互联网技术随着计算机技术和互联网技术的不断发展，现代桥梁监测系统的远程监测和管理功能得以实现。
通过互联网技术，各个监测点之间能够实时互通信息，监测数据能够及时上传到云服务器中进行处理和分析，为桥梁的健康管理提供了可靠的技术基础。
4. 智能化技术智能化技术是现代桥梁监测系统发展的必然趋势，它通过人工智能技术、大数据技术和自动化控制技术等手段，实现对桥梁数据进行智能分析和处理，为桥梁的健康管理提供更加全面和精准的技术支持。
浅谈桥梁健康监测系统
目前的桥梁健康监测系统 的研究现状和一些特
点主要是以下几 方面 ：
（） １ 通过布设在桥梁上 的传感器能够测量并记
录桥梁的行为。
桥梁结构的损伤识别和状态评估这一理论上的问题 都没有得到很好的解决。 目 已建桥梁健康监测系 前
统一般都是无模型的， 即系统 中不包含桥梁 的有限
（） ２ 健康监测系统除监测桥梁状态和力学行为
对桥梁健康监测的一些 问题进行 了探讨 ， 出了一 提
现代测量技术 的发展 ， 如光纤光栅传感技术、 Ｐ 、 Ｇ Ｓ 现场总线技术 和 Ｉｔ ｔ ｎ ｍｅ 的数据通信 等， 得桥梁 ｅ 使
健康监测系统能够获取桥梁相对准确的信息 ， 并且 可 以实现系统的大容量 、 网络化 的数据 自动采集、 自
前， 国内外 已经投入使用 的桥梁健康监测系统 大部
维普资讯
第 １ 期 １
王长虎 ： 浅谈桥梁健康监测系统
・ ５・ ５
分仅限于数据采集 、 保存 ， 而在对监测数据进行科学
管理 、 科学合理 的桥梁评估指标的建立、 结构健康诊 断体系的建立、 应用监测数据对桥梁健康状况进行
（） １ 桥梁结构的性能的变化对结 构指纹的变化 不敏感 。例如混凝土结构在设计荷载作用下产生裂 缝， 但其工作性能不一定受到影响。 （） ２ 缺乏有效的传感器最优布点算法。桥梁模
态试验 中这一点非常关 键 ， 如何利用最少 （ 现有 、 有
系统的数据通信的要求 。
（） ７ 桥梁健康监测系统 的终端控制平台的设计 要形象 、 ， 简单 便于桥梁管理者们使用 ， 系统 的界面
以外 ， 还重视对桥址处环境的监 测（ 温度、 、 风 交通 荷载） 。 （） ３ 各系统都毫无例外 的进行 了桥梁动力加速
无线传感网在桥梁结构健康检测中的应用与研究
桥 梁结 构 健康 监 测 系统 将 采用 无线 传 感 器 网络 加公 用数 据 网 中继 的 系 统 结 构 ， 如 图２ 所示。 各 监 测节
点构成无线传感器网 络 ，通 过 多跳 方 式将
螂
— 气Ｌ 一 ＃目 —。 ， Ｌ 一 ＃ ■ｔ
手 段 仍 然 以人 工 检 测 为 主 ， 但 这 类 方 法存 在着 明显 的 不 足： １ ） 人 工 检 测 主 观 监 测 数据 汇 聚到 位于 性强 ， 有些结果需要凭借经验估计得到； ２ ） 由于人工检测频率的限制， 检测结 桥 梁 两 端 的 中 继 网 果 往往 比损 伤 出现 滞 后 ， 不 能 及 时对 损 伤 预警 ； ３ ） 由于 缺 乏 实时 监 测数 据 ， 无 关 ，由 中继 网关将 数 法 对损 伤 的发 展 情况 进 行 了解 。 近年 来 ， 出于对 大 型桥 梁 结构 安 全 的考虑 ， 国 据 发送 到 桥梁 监 管部 内外 开 始 出现 长期 的桥 梁 监测 和数 据 采集 系统 ，这类 系统 往 往 成本 极 其 高 昂， 目前 只 能用 在 诸 如斜 拉桥 和 悬索 桥这 类 大 型桥 梁结 构上 。 以青 马桥 为例 ，
路 桥 建设
四日四 圈
无线传感 网在桥梁结构健康检测 中的应 用与研 究
罗 晓峰 邢 国徽
３ １ ２ ０ ０ ０ 浙江 工业职 业技术 学院
摘要： 以无 锡蓉 湖 大桥 作 为研 究 对象 ， 对其 进行 实时 监 测 ， 构 建基 于 无 线传 感 网 的结 构健 康 监 测 系统 ， 通过 研 究发 现 ， 在 基 于 动 态特性的结构分析算法的前提下， 这种低成本的实时监测技术成本低廉、 部署灵活、 维护方便， 解决 了传统检测手段和有 线监测系
无线传感网络在桥梁健康监测中的新应用
中 图 分 类号 ：Ｐ ９ Ｔ ３３
文献标识码 ： Ａ
ｄ ｉ ０ ３ ６／．ｓｎ １０ －４ ５２ １ ． １０ ２ ｏ：１ ．９９ ｊｉ ．０ ６２７ ．０ ０ ．４ ｓ １
Ｎｅ Ａｐ ｌｃ ｔｏ ｆ Ｗ ｉｅ ｅ ｓ Ｓｅ ｓ ｒ Ｎｅ ｗｏ ｋ ｉ ｉ ｅ ｈｅ ｌｈ Ｍ ｏ ｔ ｒ ｎ ｗ ｐ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｒ ｌ ｓ ｎ ｏ ｔ ｒ ｎ Ｂｒｄｇ — ａ ｔ ｎｉｏ ｉ ｇ
ｆｒ ｉ ｒ ｇ — ｅ ｌ ｎｔ ｒ ｇ ｏ ｍ ｎ ｂ ｄ ｅ ｈ ａｔ ｍｏ ｉ ｉ ．Ｗ ｉ ｅ ｎ ｗ ｓ ＣＣ ５ ０ ｓ ｌ ｔ ｎ， Ｓ ｎ ｄ ｍａｌ ｎ ｈ ａ ｎ ｕ ｈ ｔ ｅ ｄ ｐ ｏ ｅ ｎ Ｌｒ ｅ ｉ ｈ ｏｎ ｔ ｔ ｅ ｅ ｔ ２ ３ ｏ ｕ ｉ ｈｈ ｏ Ｗ Ｎ ｏ ｅ ｉ ｓ ｌ ｄ ｃ ｅ ｐ ｅ ｏ ｇ ｂ ｅ ｌ ｙ ｄ ｉ ｇ ｓ ａ Ｏ ａ ｓ ａｅ ｔ ｃ ｕｔｖ ｒｏ ｓｋ ｎ ｓｏ ｉｎ ｓ ｕ ｈ ａ ｉ ｒ ｔ ｎ ｅｏ ａｉｎ ａ ｄ ｏ ｈ ｒｉ ｏ ｔｎ ａ ａ ｔｒ ． Ｓｎ ｅ ｌ ｒｅ ｑ ａ ｔ ｙ ｏ ｃ ｌ ｏ ａ ｑ ｉ ａ ｉｕ ｉｄ ｆｓｇ ａ ，ｓ ｃ ｓ ｖ ｂ ａｉ ，ｄ ｆｒ ｔ ｎ ｔ ｅ ｍｐ ｒａ ｔｐ ｒ ｍｅ ｅｓ ｉ ｃ ａ ｇ ｕ ｎ ｉ ｌ ｏ ｍ ｏ ｔ ｆ ｓ ｎ ｏ ｓ ａ ｅ ｄ ｐｏ ｅ ｅ ｓ ｒ ｒ ｅ ｌｙ ｄ，ｍａ ｓｖ ａａｃ ｎ ｂ ｎ ｌ ｚ ｄ ｉ ｅ ｌｔ ｉ ｅｈ ｌ ｆ ａ ａ ｍｉ ｉ ｇｔｃ ｎ ｌｇ ，ｉ ｉ ｐ ｓ ｉ ｌ ｉ ｏ ｅ ｓ ｉｅ ｄ ｔ ａ ｅａ ａｙ ｅ ｎ ｒ ａ・ ｍｅ ｗ ｔ ｔ ｅｐ ｏ ｔ ｎ ｎ ｈ ｏｏ ｙ ｔ ｓ ｏ ｓｂｅ ｔ ｄ ｓ ｖ ｒ ｉ ｈｈ ｄ ｅ ｏ ｃ
桥梁结构健康监测系统的开发与应用
桥梁结构健康监测系统的开发与应用引言桥梁是交通运输中重要的基础设施之一，承担着车辆和行人的重要通行任务。
为了保障桥梁的安全运行，对其结构的健康状态进行监测至关重要。
随着信息技术的快速发展，桥梁结构健康监测系统得到了广泛应用。
本文将介绍桥梁结构健康监测系统的开发与应用，包括系统组成、工作原理、数据处理与分析、以及实际案例应用。
1. 系统组成桥梁结构健康监测系统主要由以下组成部分构成：1.1 传感器网络传感器网络是桥梁结构健康监测系统的核心组成部分。
通过在桥梁结构上部署各种类型的传感器，如应变传感器、加速度传感器、温度传感器等，可以实时获取桥梁结构的各项数据。
1.2 数据采集与传输模块数据采集与传输模块负责从传感器网络中采集数据，并将数据传输到监测系统的中央服务器。
通常采用有线或无线通信方式进行数据传输。
1.3 中央服务器中央服务器是桥梁结构健康监测系统的数据处理和存储中心。
它接收来自数据采集与传输模块的数据，并对数据进行处理、分析和存储。
1.4 数据处理与分析软件数据处理与分析软件是桥梁结构健康监测系统的重要组成部分。
它能够对传感器数据进行处理、分析和可视化展示，实时监测桥梁结构的健康状态。
2. 工作原理桥梁结构健康监测系统的工作原理如下：1.传感器网络部署在桥梁结构上，通过测量感兴趣的物理量，如应变、振动等，将数据采集并传输到中央服务器。
2.数据采集与传输模块负责从传感器网络中采集数据，并将数据通过有线或无线通信方式传输到中央服务器。
3.中央服务器接收传感器数据，并对数据进行处理、分析和存储。
4.数据处理与分析软件对传感器数据进行处理、分析和可视化展示，实时监测桥梁结构的健康状态。
5.监测人员可以通过监测系统的界面查看桥梁的健康状态，并根据监测结果采取相应的维护和修复措施。
3. 数据处理与分析桥梁结构健康监测系统的数据处理与分析涉及以下方面：3.1 数据预处理数据预处理是对原始数据进行清洗和校正的过程。
桥梁健康无线监测系统关键技术研究
Ｅｎ ｎ ｇｉｅｅｒｎ ｉ ｇ Ｓｕｒ ｙ＆ Ｄｅｔ ｔｏｎ ｖｅ ｅｃ ｉ
桥 梁健康无线监测系统 关键技术研究
郝 红 梅
（ 京 星 通 联 华 科技 发展 有 限 公 司 ， 京 １０ ９ ） 北 北 ０ １２
摘 要 ： 现 代 光 纤 传 感 器 与 无 线 通 信 技 术 相 结 合 应 用 于 桥 梁 的 健 康 监 测 ， 各 个 环 节 得 到 优 化 ： 绝 对 位 移 监 测 单 冗 将 使 在 采 用 精 确 的差 分 式全 球 定 位 系统 Ｇ Ｓ 在形 变 温 度 监 测单 元 采 用 光 纤 光 栅 传 感 器 ； 控 制 单 元 采 用 Ｇ Ｒ Ｐ； 在 Ｐ Ｓ发 送 装 置 ； 存 数 据 处 理 单 元 采 用 Ｖｓａ Ｂ ｓ 建 立 相 应 的 数据 库 等 。优 化 后 可 以 达 到对 桥 梁 进 行 无线 实 时遥 控 监 测 的 臼的 ｉ ｌ ａｉ ｕ ｃ 关键词 ： 梁 ； 桥 监测 ； 光纤 光 栅 传 感 器 ； Ｐ Ｓ发送 装 置 ＧＲ
桥梁 的整体 管 理水 平 ， 而 能够 最 大 限度 地确 保 桥 梁 ２ 各监 测 系统 设计 介绍 从 安全 运 营 、 诊断 桥梁 病害 和延 长桥梁 使用 寿命 。 预
２ １ ＧＰ ． Ｓ位 移 监 测 单 元
系统 总体设计方 案如图 １ 所示 。 系统主要包括 以下 ２ １ １ 方案设 计 ．． 几个 部分 ： Ｐ Ｇ Ｓ位移监测单 元 、 形变 温度监 测单元 、 地 本 桥 梁 Ｇ Ｓ 移监测 系统硬 件 南泰雷兹公 司推 出 的 Ｐ位 控 制 单元 （ 线 数据 发送 ） 监 控 中心 单元 及 其他 监 测 具 有 原始 Ｇ Ｓ载波 相 位测 量 的 Ａ １ Ｅ 板 ， 无 、 Ｐ Ｃ ２Ｏ Ｍ 以及 国 单 元 （ 据需要 可 以扩展 ） 系统 的传 感器 接 口有冗 余 ， 产单 频测 量 型 天线 Ｚ Ａ Ｐ Ｓ ０ — ８ ０ 一 Ｎ Ｆ组 成 根 。 Ｙ Ｇ —０ ４ ２ — ５ Ｔ Ｃ 可 扩 展 其 中 ： Ｐ Ｇ Ｓ位 移 监 测单 元 采 用 全 球定 位 系统 Ｇ Ｓ卫 星定位 系统 利用接 收导航卫 星 载波相 位进 行实 Ｐ
基于传感技术的智能健康监测系统的设计与实现
基于传感技术的智能健康监测系统的设计与实现
贺志芳
【期刊名称】《黑龙江科学》
【年(卷),期】2024(15)10
【摘要】传统的健康监测方法依赖于周期性体检,但无法实时获取个体生理数据。
为解决这一问题,基于传感技术的智能健康监测系统应运而生,其全面、高效的健康监测方法可为个体提供及时、精准的健康管理服务,有助于提早发现潜在的健康问题,进而采取有效的预防和干预措施。
设计了一款基于传感技术的智能健康监测系统,以满足不断增长的健康管理需求。
通过多传感器数据的采集与分析,实现多方面生理参数的准确监测,提供精准的健康数据并在一定程度上改善健康管理效果。
此系统具有良好的可行性和实用性,提供了有效的健康管理手段,为智能健康监测系统的发展提供参考。
【总页数】4页(P100-103)
【作者】贺志芳
【作者单位】吕梁学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.44;TH77
【相关文献】
1.基于Android智能的健康监测系统设计与实现
2.基于ZigBee无线传感器网络的建筑结构健康监测系统设计与实现
3.基于无线传感器网络的桥梁健康监测系统
设计与实现4.基于多传感器数据融合算法的智能健康监测坐椅系统设计与研究5.基于云计算的智能健康监测系统设计与实现
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于3G 无线传感的桥梁集群健康监测系统陈峰1，4，韩晓英2，陈伟3（1.华南理工大学土木与交通工程学院，广东广州510641；2.广州大学实验中心，广东广州510006；3.广州工程总承包集团有限公司广东广州510000；4.暨南大学信息技术研究所，广东广州510075）摘要：介绍了一种基于3G 无线传感的桥梁集群健康实时监测系统。
系统将3G 无线模块与ZIGBEE 无线传感网络模块统一于AT91SAM9G20ARM 微处理器芯片，嵌入LINUX 操作系统，设计了桥梁健康监测系统下位机系统。
采用VC6.0软件，设计了桥梁健康监测中心上位机系统。
在桥梁集群上80个采集点实际应用表明，该系统运行稳定，数据存储和无线传输稳定可靠，可满足桥梁集群无线健康监测的需求。
关键词：3G ；桥梁集群；健康监测；无线传感中图分类号：TP 393文献标识码：A文章编号：1674－6236（2012）14-0075-04A bridge cluster health monitoring system based on 3G wireless sensor networkCHEN Feng 1，4，HAN Xiao -ying 2，CHEN Wei 3（1.Traffic Engineering College ，China South University of Technology ，Guangzhou 510641，China ；2.Experiment Center ，Guangzhou University ，Guangzhou 510006，China ；3.Guangzhou Engineering Contract Group co ，LTD Guangzhou 510000，China ；rmation Technology Institute ，Jinan University ，Guangzhou 510075，China ）Abstract:A bridge health monitoring system based on 3G wireless sensor networks is described.Firstly ，AT91SAM9G20ARM micro -processer ，3G wireless model ，and zigbee wireless network model are used as hardware ，compounded with Linux embedded operating system ，bridge health monitoring system micro control unit is built.Secondly ，PC -based bridge health monitoring system is designed using VC6.0software.Application on bridge involving 80data acquisition unit validates the practicability.Key words:3G ；bridge cluster ；health monitoring ；wireless sensor收稿日期：2012-04-25稿件编号：201204195基金项目：国家自然科学基金（60505018），广东省自然科学基金（8451063201000361）；广州市科技项目（2009Z2-d371）；住房和城乡建设部2010年科学技术项目（2010-k9-4）；中国移动通信集团广东有限公司科技项目（KJXM11HK012）作者简介：陈峰（1977—），男，河南信阳人，博士，高级工程师。
研究方向：计算机、桥梁健康监测、机器人。
桥梁是公路的咽喉，其安全问题是国内外极大关注的重大社会问题。
长期以来，大跨度桥梁的安全检测一直以人工方法为主，传统人工检测方法存在主观性强、整体性差、时效性差等诸多问题。
基于有线网络的桥梁健康监测技术具有测试精度高、协议成熟、实时性好等诸多优点，但安装维护成本高，布线困难，传输距离受布线长度的限制。
现有系统均针对单桥建设，难以实现多座桥梁之间的信息互通，各座桥梁之间表现为“信息孤岛”，不利于区域内多座桥梁结构监测的集中统一维护管理。
无线传感器网络是当前国内外科技领域的研究热点，节点具有功耗低、体积小、智能化程度高等特点。
将无线传感技术应用于桥梁健康监测，有利于整个监测系统的小型化、低成本和智能化发展[2-3]。
目前，无线传感器针对桥梁健康监测方面的应用主要有:UC Berkeley 的SukunKim 等人设计了基于TinyOS 的无线传感器网络系统，并实现了对金门大桥结构健康的监测[3]。
Stanford 的Jerome P.Lynch 等人设计了一种无线组块监测系统（Wireless Modular Monitoring Sy stems ，WMiMS ），并在美国Alamosa 峡谷的大桥进行了试验[4]。
在上述应用中都组建了具有多跳路由的无线传感器网络，应用加速度传感器检测桥梁振动数据，经过数据处理最终得到桥梁振动的固有频率来判断桥梁的健康情况。
文中应用3G 无线传感器网络技术，研究并开发了基于无线传感器网络的集群式桥梁健康监测系统，可实现区域内多座桥梁的集中统一健康监测，为区域内多座桥梁的统一维护和管理决策提供依据和指导。
1系统结构系统结构如图1所示。
整个系统由无线传感层、TD 网关层和中央控制层3层组成。
其中，无线传感层为基于IEEE802.15.4协议的ZIGBEE 无线传感网络，用以在被测区域内采集传感数据，并进行初步滤波处理。
无线传感层采集的数电子设计工程Electronic Design Engineering第20卷Vol.20第14期No.142012年7月Jul.2012－75－《电子设计工程》2012年第14期据汇聚到TD网关层，实现监测数据的本地短时存储和3G无线传输。
该层的3G无线处理单元为基于ARM9的32位嵌入式系统，通过SPI总线和RS232总线分别连接ZIGBEE模块和基于TD-SCDMA的3G无线模块，从而实现无线传感网络与3G无线网络的无缝对接。
同时，在每个3G无线处理单元中，设计了2G的TIF卡存储空间，可实现采集数据的本地短期保存。
中央控制层（桥梁集群健康实时监测中心）为基于TCP/IP协议，采用SOCKET服务器模式的中央机房，可实现对散布在较大区域内的多个桥梁健康状态数据采集子系统采集数据的接收，长时间存储、桥梁监测数据分析、桥梁状态评估及寿命预测等一系列复杂功能。
2无线传感系统硬件构成无线传感系统硬件设计主要涉及无线传感层的ZIGBEE 采集单元和TD网关层的3G无线处理单元。
该两种单元均采用AT91SAM9G20作为核心处理单元，内嵌LINUX操作系统，ZIGBEE模块采用TI公司的CC2530模块，3G模块采用华为公司的EM560。
考虑到准确计时和批量保存数据的需要，扩展了I2C总线的外部时钟芯片1337和采用备用电池供电的外部静态ROM存储单元CY62157ESL。
2.13G无线模块相关电路设计3G模块选用华为em560、em200、em770w模块系列、带TPC/IP协议的无线模块。
该无线模块系列的3种产品，分别支持TD-SCDMA、CDMA2000、WCDMA3G无线通信技术，通过简单的模块替换，即可兼容不同格式的3G网络。
系统支持AT 命令及增强AT命令，提供丰富的语音和数据业务等功能。
ZIGBEE模块采用TI公司的CC2530模块。
CC2530是用于2.4-GHz IEEE802.15.4、ZigBee应用的片上系统（SoC）解决方案。
它能够以非常低的总的材料成本建立强大的网络节点。
CC2530结合了领先的RF收发器的优良性能，业界标准的增强型8051CPU，系统内可编程闪存，8KB RAM等强大的功能。
由于两种无线模块均通过RS232接口实现与主机的通信，因此选用了SP3243E作为232电平的转换芯片。
其接口电路如图2所示。
图中左侧所接电路为无线通信模块的RS232接口，右侧电路接入AT91SAM9G20微处理器芯片串口1相关管脚。
2.2系统通用IO接口电路设计AT91SAM9G20接口功能丰富，拥有8路12位ADC、PWM输出以及多达9个外部中断。
通过配制总线，最多可提供76个通用IO接口。
由于3G和ZIGBEE无线串口占用了16个通用IO接口，以及其它系统占用了部分接口，因此将P2口的P2.0到P2.31接口设计为32个通用数字I/O接口，通过简单的寄存器设计设置为16入、16出；将P3口的P3.0到P3.9接口设置为10路模拟输入接口。
该种设计使得系统具备16路数字输入、16路数字输出和10路模拟信号输入的能力，成为一台具有丰富I/O接口的通用测控平台。
通用IO接口框图如图4所示，在无线传感网络中，只有担任主节点的采集单元需要通过串口2以3G通信的方式将数据发送到监控主机，担任从节点的采集单元只需要通过串口1将主节点数据发送到从节点。
图33G无线模块接口电路Fig.3Circuit of3G wireless model interface 图1基于3G无线传感的集群式桥梁健康实时监测系统Fig.1Bridge cluster health monitoring system based on3G wirelesssensor network图2无线传感系统硬件结构Fig.2Wireless sensors structure图4通用IO接口数据采集结构图Fig.4Structure of IO interface监测中心软件主菜单界面、实时数据接收与控制界面和参数分析界面分别如图7、图8所示。
4系统应用该系统已成功应用于珠江水系上两座特大桥梁。
在两座桥梁上一共安装了78个数据采集单元，通过无线网络实现各采集单元的数据互联。
从应用结果看，系统运行稳定，数据存储和无线传输稳定可靠。
图9为桥梁索力实时采集界面，图10为80个无线采集单元15天（21600min ）实际运行在线率统计结果。
从图中可看出，除56号机由于安装在主梁附近，经实际测试无线信号很弱的设备掉线时间较长外，90%的无线数据采集单元在线率达90%以上，系统运行稳定可靠。
图7主菜单界面Fig.7Main menu interface图6结构健康监测中心软件结构Fig.6Software structure of structure health monitoring center3系统软件构成3.1下位机数据采集及通信程序流程下位机数据采集及通信主要由两个部分构成：CC2530的间歇式采集和3G 数据通信。