專利名稱：一種建筑工程結(jié)構(gòu)安全施工實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑工程安全監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種建筑工程結(jié)構(gòu)安全施工實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及應(yīng)用方法。
背景技術(shù)：
由于建筑工程施工環(huán)境具有露天、高空、工種交叉等不利因素，并且建筑工程一般是比較龐大，需要監(jiān)測(cè)的參數(shù)種類較多，如應(yīng)力、應(yīng)變、位移、沉降、空隙水壓力、土壓力、環(huán)境溫濕度等，傳統(tǒng)的手動(dòng)測(cè)量參數(shù)已不能滿足大型工程的需求。現(xiàn)有的建筑工程施工期監(jiān)測(cè)有兩大類一種是有線測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)中每個(gè)測(cè)量點(diǎn)到數(shù)據(jù)中心都通過(guò)線纜連接，因此這類產(chǎn)品布線復(fù)雜，后期維護(hù)難度大，監(jiān)測(cè)點(diǎn)覆蓋區(qū)域具有一定的局限性，而且由于一般的工程施工監(jiān)測(cè)點(diǎn)均分布比較零散，轉(zhuǎn)換后的信號(hào)幅值較小，不適合長(zhǎng)距離傳輸和集中采集；另一種是人工監(jiān)測(cè)，即監(jiān)測(cè)人員固定周期巡檢每一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)采集監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，然后由人工錄入的方式處理測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)。這種監(jiān)測(cè)方式監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)性較差，人為因素會(huì)造成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為克服上述的不足之處，目的在于提供一種建筑工程結(jié)構(gòu)安全施工實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用無(wú)線全自動(dòng)監(jiān)測(cè)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑工程施工過(guò)程中，各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)信息的自動(dòng)采集，并結(jié)合二維或者三維模型，實(shí)時(shí)、形象地展現(xiàn)建筑工程施工過(guò)程中各個(gè)監(jiān)測(cè)部位及其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。本發(fā)明的另一目的在于提供一種建筑工程結(jié)構(gòu)安全施工實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)應(yīng)用方法，該方法創(chuàng)新性地將自主研發(fā)的無(wú)線傳感網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于建筑工程施工監(jiān)測(cè)，將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)的二維或者三維模型相結(jié)合，為監(jiān)測(cè)管理人員提供實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)報(bào)警分析、數(shù)據(jù)曲線對(duì)比分析、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)跟蹤以及越界報(bào)警等功能，為監(jiān)測(cè)管理人員提供其管轄范圍內(nèi)所有施工現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程集中管理和不同地區(qū)施工現(xiàn)場(chǎng)的施工狀況對(duì)比分析功能，解決了傳統(tǒng)人工監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)性差、數(shù)據(jù)有效性及可靠性不能保證的問(wèn)題。本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的一種建筑工程結(jié)構(gòu)安全施工實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、監(jiān)控管理平臺(tái)和監(jiān)控用戶端，WSN監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括WSN協(xié)調(diào)器、若干個(gè) WSN路由器、若干個(gè)WSN采集器以及若干個(gè)施工監(jiān)測(cè)傳感器；若干個(gè)施工監(jiān)測(cè)傳感器分別與若干個(gè)WSN采集器相連，若干個(gè)WSN采集器通過(guò)無(wú)線方式與其任務(wù)組的WSN路由器通信，若干個(gè)WSN路由器通過(guò)無(wú)線方式與WSN協(xié)調(diào)器通信，WSN協(xié)調(diào)器通過(guò)以無(wú)線方式與監(jiān)控管理平臺(tái)通信，監(jiān)控管理平臺(tái)通過(guò)各種網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控用戶端連接；所述若干個(gè)WSN采集器負(fù)責(zé)與其連接的各類WSN傳感器的數(shù)據(jù)采集和上傳、負(fù)責(zé)該監(jiān)測(cè)點(diǎn)傳感器數(shù)據(jù)分析以及報(bào)警狀態(tài)指示；所述若干個(gè)WSN路由器負(fù)責(zé)WSN協(xié)調(diào)器與WSN采集器之間的數(shù)據(jù)交互；所述WSN協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)WSN網(wǎng)絡(luò)的組建，負(fù)責(zé)其管理范圍內(nèi)的WSN路由器以及WSN采集器的組織和維護(hù)，負(fù)責(zé)將WSN采集器采集到的監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)匯總上傳到監(jiān)控管理平臺(tái)；所述的監(jiān)控管理平臺(tái)負(fù)責(zé)與WSN協(xié)調(diào)器通信與監(jiān)控，并為監(jiān)控用戶端提供實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)報(bào)警分析、數(shù)據(jù)曲線對(duì)比分析、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)跟蹤以及越界報(bào)警。作為優(yōu)選，WSN監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以選用433MHz-464MHz或者470MHz_510MHz頻段進(jìn)行
無(wú)線通信。作為優(yōu)選，每個(gè)WSN采集器有多個(gè)數(shù)據(jù)采集通道，可接多個(gè)施工監(jiān)測(cè)傳感器。作為優(yōu)選，若干個(gè)WSN采集器采用低功耗設(shè)計(jì)方案，采用電池供電。作為優(yōu)選，施工監(jiān)測(cè)傳感器包括振弦式接口傳感器或者模擬量接口傳感器。作為優(yōu)選，WSN協(xié)調(diào)器通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)或者移動(dòng)通信方式與監(jiān)控管理平臺(tái)通信。作為優(yōu)選，監(jiān)控管理平臺(tái)包括短信報(bào)警系統(tǒng)。一種建筑工程結(jié)構(gòu)安全施工實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)應(yīng)用方法，包括實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)過(guò)程、監(jiān)控管理過(guò)程；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)過(guò)程包括以下步驟1)WSN協(xié)調(diào)器按照無(wú)線傳感網(wǎng)協(xié)議將若干個(gè)WSN路由器、若干個(gè)WSN采集器組建成無(wú)線傳感網(wǎng)；2)根據(jù)WSN采集器連接的施工監(jiān)測(cè)傳感器的不同，定義不同任務(wù)組；3)由WSN協(xié)調(diào)器根據(jù)不同任務(wù)的周期參數(shù)值計(jì)算出系統(tǒng)周期；4)由WSN協(xié)調(diào)器設(shè)定不同任務(wù)的采集周期，在系統(tǒng)周期內(nèi)為WSN采集器分配一個(gè)唯一的時(shí)隙進(jìn)行通信；5) WSN協(xié)調(diào)器、WSN路由器、WSN采集器同時(shí)保存其節(jié)點(diǎn)內(nèi)的所有網(wǎng)絡(luò)參數(shù)；6)WSN采集器根據(jù)接收到的參數(shù)在屬于自己的時(shí)隙內(nèi)從休眠狀態(tài)轉(zhuǎn)換到活動(dòng)模式，完成數(shù)據(jù)采集并將數(shù)據(jù)上傳WSN協(xié)調(diào)器；7) WSN協(xié)調(diào)器通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)或者無(wú)線通信方式將各類傳感器數(shù)據(jù)匯總上傳監(jiān)控管理平臺(tái)，同時(shí)接收監(jiān)控管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集任務(wù)的劃分、不同任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置；8) WSN協(xié)調(diào)器、WSN路由器以及WSN采集器定期按照各自保存的關(guān)于父節(jié)點(diǎn)、子節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接與斷開(kāi)的維護(hù)；監(jiān)控管理過(guò)程包括以下步驟1)監(jiān)控管理平臺(tái)首先生成一個(gè)默認(rèn)的建筑工程結(jié)構(gòu)三維模型；2)根據(jù)實(shí)地情況，用戶通過(guò)圖形化的配置接口，設(shè)置相關(guān)的參數(shù)；3)保存用戶配置的參數(shù)；4)加載用戶配置的參數(shù)和WSN協(xié)調(diào)器上傳的各類傳感器參數(shù)，展示三維建筑工程結(jié)構(gòu)模型；5)實(shí)時(shí)處理和分析WSN協(xié)調(diào)器上傳的各類傳感器數(shù)據(jù)，出現(xiàn)數(shù)據(jù)達(dá)到臨界值或者達(dá)到設(shè)定的預(yù)期值，以動(dòng)畫的形式報(bào)警；作為優(yōu)選，監(jiān)控管理過(guò)程步驟幻所述實(shí)時(shí)處理和分析WSN協(xié)調(diào)器上傳的各類傳感器數(shù)據(jù)時(shí)，監(jiān)控管理平臺(tái)預(yù)測(cè)施工地點(diǎn)未來(lái)可能會(huì)發(fā)生的變化，提前予警。作為優(yōu)選，包括監(jiān)控管理過(guò)程步驟幻所述以動(dòng)畫的形式報(bào)警同時(shí)以短信方式向監(jiān)控用戶報(bào)警。本發(fā)明的有益效果1.解決無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中，加入網(wǎng)絡(luò)采集器個(gè)數(shù)較多時(shí)實(shí)時(shí)性差，不能對(duì)部分敏感數(shù)據(jù)密集監(jiān)測(cè)的缺點(diǎn)，可提高對(duì)敏感數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)頻率，使無(wú)線傳感網(wǎng)更加智能，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性更高。2.采用面向數(shù)據(jù)采集任務(wù)的工作機(jī)制，根據(jù)不同的任務(wù)優(yōu)先級(jí)，WSN采集器獲得不同的工作周期，最優(yōu)化使用WSN采集器電池，使其工作更長(zhǎng)時(shí)間。3.數(shù)據(jù)監(jiān)控管理中心，提供定制工地現(xiàn)場(chǎng)三維模型的數(shù)據(jù)監(jiān)控管理平臺(tái)，用戶可根據(jù)自己的需要，快速建立工地現(xiàn)場(chǎng)三維模型。4.數(shù)據(jù)直接在三維模型上顯示，用戶可直觀的從工地三維模型上獲取工地中所有設(shè)備的安裝位置及歷史數(shù)據(jù)信息，便于用戶監(jiān)測(cè)分析工地現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)。5.本發(fā)明可提高工地現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)施工的實(shí)時(shí)性及準(zhǔn)確性，為安全生產(chǎn)提供必要的技術(shù)支持。


圖1是無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是面向數(shù)據(jù)采集任務(wù)的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)框圖；圖3是面向數(shù)據(jù)采集任務(wù)的無(wú)線傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D；圖4是工地現(xiàn)場(chǎng)二維模型實(shí)例圖；圖5是工地現(xiàn)場(chǎng)三維模型實(shí)例圖；圖6是采集數(shù)據(jù)的曲線圖；圖7是WSN采集器傳感器數(shù)據(jù)采集流程圖；圖8是WSN采集器電壓數(shù)據(jù)采集流程圖；圖9是WSN采集器溫度數(shù)據(jù)采集流程圖。
具體實(shí)施例以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明實(shí)施例1 一種建筑工程結(jié)構(gòu)安全施工實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括監(jiān)控中心集中管理軟件、WSN協(xié)調(diào)器、WSN路由器、WSN采集器以及各種施工監(jiān)測(cè)傳感器，其中WSN協(xié)調(diào)器、WSN路由器和WSN采集器構(gòu)成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，采用cetcStack協(xié)議實(shí)現(xiàn)。監(jiān)控中心管理軟件特點(diǎn)在于提供建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)的二維或者三維模型，并將各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)與二維或者三維模型相關(guān)聯(lián)，為用戶提供直觀形象的展示界面。監(jiān)控中心管理軟件提供的二維或者三維模型可以由用戶方自行設(shè)計(jì)并上傳，可以由用戶方自行與監(jiān)測(cè)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)，方便用戶使用。監(jiān)控中心管理軟件特點(diǎn)在于提供各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)報(bào)警門限分別配置或者批量配置功能，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)預(yù)警和報(bào)警功能，并能夠根據(jù)用戶的需求，向指定的管理人員發(fā)送短信報(bào)警。采用cetcStack協(xié)議搭建的無(wú)線傳感網(wǎng)具有自組織、自維護(hù)、低功耗等特點(diǎn)，由 WSN協(xié)調(diào)器、WSN路由器以及WSN采集器構(gòu)成，可以選用433MHz-464MHz以及470MHz_5IOMHz 等不同的通信頻段。WSN采集器、WSN路由器和WSN協(xié)調(diào)器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示；面向數(shù)據(jù)采集任務(wù)的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)如圖2所示；面向數(shù)據(jù)采集任務(wù)的無(wú)線傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D結(jié)構(gòu)如圖 3所示。所述WSN協(xié)調(diào)器特點(diǎn)在于負(fù)責(zé)cetdtack協(xié)議的WSN網(wǎng)絡(luò)的組建，負(fù)責(zé)其管理范圍內(nèi)的WSN路由器以及WSN采集器的組織和維護(hù)，負(fù)責(zé)各類傳感器數(shù)據(jù)匯總，并提供以太或者移動(dòng)接入(GPRS、3G)接口，將WSN采集器采集到的監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心服務(wù)器。所述WSN路由器負(fù)責(zé)無(wú)線數(shù)據(jù)幀路由轉(zhuǎn)發(fā)。根據(jù)該系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境及范圍，適量的WSN路由器組建WSN基干網(wǎng)，負(fù)責(zé)WSN協(xié)調(diào)器與WSN采集器之間的數(shù)據(jù)交互。由WSN 路由器組建的WSN基干網(wǎng)覆蓋該子網(wǎng)中的所有WSN采集器，并提供自維護(hù)、自修復(fù)的通信鏈路。所述WSN采集器由電池供電，負(fù)責(zé)與其連接的各類傳感器的數(shù)據(jù)采集和上傳、負(fù)責(zé)該監(jiān)測(cè)點(diǎn)傳感器數(shù)據(jù)分析以及報(bào)警狀態(tài)指示。WSN采集器采用低功耗設(shè)計(jì)方案，負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)收集，每個(gè)采集器有多個(gè)數(shù)據(jù)采集通道，即可接多個(gè)傳感器。且同時(shí)支持兩大類傳感器一種是振弦式接口傳感器(包括應(yīng)力、位移、反力計(jì)、空隙水壓力計(jì)、土壓力計(jì)等)；另一種是模擬量接口傳感器，主要包括(溫度傳感器、濕度傳感器)。WSN采集器對(duì)傳感器數(shù)據(jù)采集的流程如圖7所示，WSN采集器對(duì)電壓數(shù)據(jù)采集的流程如圖8所示，WSN采集器對(duì)溫度數(shù)據(jù)采集的流程如圖9所示。一種建筑工程結(jié)構(gòu)安全施工實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括面向數(shù)據(jù)采集任務(wù)的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)，其實(shí)現(xiàn)步驟如下WSN協(xié)調(diào)器在第一次組建網(wǎng)絡(luò)時(shí)所有的WSN路由器及WSN采集器都相同對(duì)待，在默認(rèn)的一個(gè)系統(tǒng)周期內(nèi)分配一個(gè)唯一的時(shí)隙；向用戶提供可視化的操作接口，待網(wǎng)絡(luò)組建完成后，根據(jù)采集器連接的傳感器的不同，定義不同的采集任務(wù)，可設(shè)定不同任務(wù)的采集周期；或是將接不同傳感器的采集器定義為一個(gè)任務(wù)組，可以同時(shí)定義多個(gè)任務(wù)組，然后針對(duì)單個(gè)任務(wù)組設(shè)定其數(shù)據(jù)采集的周期， 并且通過(guò)可視化的接口設(shè)定每個(gè)任務(wù)的工作時(shí)間段；WSN協(xié)調(diào)器獲取到上述的所有節(jié)點(diǎn)的參數(shù)后，啟動(dòng)面向任務(wù)的時(shí)隙分配機(jī)制，首先根據(jù)不同任務(wù)的周期參數(shù)值計(jì)算出一個(gè)廣義的系統(tǒng)周期，該系統(tǒng)周期滿足不同任務(wù)的采集需求，在該系統(tǒng)周期內(nèi)有的采集器工作一次，有的采集器工作多次；所述計(jì)算出的新系統(tǒng)周期還只保存在WSN協(xié)調(diào)器中，加入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)還是按照最初加入網(wǎng)絡(luò)時(shí)的默認(rèn)系統(tǒng)周期工作。在接下來(lái)的原默認(rèn)系統(tǒng)周期內(nèi)，每個(gè)采集器都將與協(xié)調(diào)器通信一次，協(xié)調(diào)器會(huì)把重新計(jì)算過(guò)的系統(tǒng)周期、屬于該節(jié)點(diǎn)的時(shí)隙、有效工作時(shí)間段等參數(shù)傳遞給網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)采集器，采集器將會(huì)根據(jù)接收到的參數(shù)在屬于自己的時(shí)隙內(nèi)從休眠狀態(tài)轉(zhuǎn)換到活動(dòng)模式，完成數(shù)據(jù)采集及通信工作。WSN協(xié)調(diào)器、WSN路由器同時(shí)也保存其子節(jié)點(diǎn)的所有網(wǎng)絡(luò)參數(shù)；網(wǎng)絡(luò)維護(hù)階段，WSN協(xié)調(diào)器、WSN路由器以及WSN采集器都會(huì)按照各自保存的關(guān)于父節(jié)點(diǎn)、子節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接與斷開(kāi)的維護(hù)。面向數(shù)據(jù)采集任務(wù)的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)步驟中所述數(shù)據(jù)采集任務(wù)的劃分、不同任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置在數(shù)據(jù)監(jiān)控管理中心的TOB 服務(wù)器上完成，參數(shù)設(shè)置完成后通過(guò)以太(3G或GPRS)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給WSN協(xié)調(diào)器；所述面向數(shù)據(jù)采集任務(wù)的時(shí)隙重新分配由WSN協(xié)調(diào)器應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)；所述的面向數(shù)據(jù)采集任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)建立、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)由WSN協(xié)調(diào)器、WSN路由器以及 WSN采集器的網(wǎng)絡(luò)層完成所述的數(shù)據(jù)采集任務(wù)由WSN采集器的應(yīng)用層完成；一種建筑工程結(jié)構(gòu)安全實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括提供定制工地現(xiàn)場(chǎng)三維模型的數(shù)據(jù)監(jiān)控管理平臺(tái)，主要包括4個(gè)模塊生成模塊、配置模塊、存儲(chǔ)模塊、展示模塊。生成模塊，系統(tǒng)首先會(huì)根據(jù)系統(tǒng)提供的默認(rèn)操作接口，生成一個(gè)默認(rèn)的三維模型。配置模塊，根據(jù)實(shí)地情況，用戶可以通過(guò)圖形化的配置接口，設(shè)置相關(guān)的參數(shù)，以此用來(lái)后期的展示。存儲(chǔ)模塊，用于保存用戶配置的參數(shù)，以便對(duì)于不同的用戶，可以進(jìn)行針對(duì)性的定制，方便用戶使用。展示模塊，根據(jù)用戶的設(shè)置，加載配置文件，展示三維施工地點(diǎn)的采集信息。其實(shí)現(xiàn)步驟如下開(kāi)發(fā)具有特制功能的Flash控件。Flash加載工地現(xiàn)場(chǎng)的圖片，通過(guò)讀取配置的 XML文件，動(dòng)態(tài)生成三維模型中的協(xié)調(diào)器、路由器和采集器等節(jié)點(diǎn)，如圖4所示。由前臺(tái)Web加載Flash。用戶可以通過(guò)點(diǎn)擊設(shè)計(jì)模式，進(jìn)入配置狀態(tài)，然后，F(xiàn)lash 通過(guò)調(diào)用WebService，獲取現(xiàn)場(chǎng)的所有參數(shù)，解析生成的XML文件，由頁(yè)面加載Flash。用戶選擇相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)后，可以自由拖拽到三維模型中的任何位置(此位置可以根據(jù)實(shí)際位置放置)，然后由Flash記住每個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，當(dāng)用戶配置完所有的節(jié)點(diǎn)后，點(diǎn)擊保存，由Flash 把保存的每個(gè)節(jié)點(diǎn)信息以XML文件的格式，發(fā)送給WebService進(jìn)行保存，這樣，下次用戶進(jìn)入查看時(shí)，Web前臺(tái)頁(yè)面會(huì)根據(jù)用戶配置的信息動(dòng)態(tài)加載相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)，展示實(shí)際的工地現(xiàn)場(chǎng)。由3Dax制作的三維模型圖可以由用戶根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境進(jìn)行定制，然后通過(guò)信息管理平臺(tái)上傳到中心服務(wù)器。用戶可以任意修改該模型，從而達(dá)到針對(duì)不同的用戶生成不同的效果，同時(shí)通過(guò)視角的變化來(lái)放大、縮小三維模型，如下圖5所示。傳感器上報(bào)數(shù)據(jù)到管理中心，由后臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。用戶通過(guò)Web 信息管理平臺(tái)設(shè)置自己比較關(guān)注的敏感信息，F(xiàn)lash定時(shí)檢查，一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)達(dá)到臨界值或者達(dá)到設(shè)定的預(yù)期值，就會(huì)以動(dòng)畫的形式報(bào)警。另外，通過(guò)對(duì)大量的數(shù)據(jù)分析和對(duì)比，可以預(yù)測(cè)施工地點(diǎn)未來(lái)可能會(huì)發(fā)生的變化，從而提前給予警示作用，防患于未然。以上的所述乃是本發(fā)明的具體實(shí)施例及所運(yùn)用的技術(shù)原理，若依本發(fā)明的構(gòu)想所作的改變，其所產(chǎn)生的功能作用仍未超出說(shuō)明書及附圖所涵蓋的精神時(shí)，仍應(yīng)屬本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種建筑工程結(jié)構(gòu)安全施工實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、監(jiān)控管理平臺(tái)和監(jiān)控用戶端，其特征在于，WSN監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括WSN協(xié)調(diào)器、若干個(gè)WSN路由器、若干個(gè)WSN采集器以及若干個(gè)施工監(jiān)測(cè)傳感器；若干個(gè)施工監(jiān)測(cè)傳感器分別與若干個(gè)WSN采集器相連，若干個(gè)WSN采集器通過(guò)無(wú)線方式與其任務(wù)組的WSN路由器通信，若干個(gè)WSN路由器通過(guò)無(wú)線方式與WSN協(xié)調(diào)器通信，WSN協(xié)調(diào)器通過(guò)以無(wú)線方式與監(jiān)控管理平臺(tái)通信，監(jiān)控管理平臺(tái)通信通過(guò)各種網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控用戶端連接；所述若干個(gè)WSN采集器負(fù)責(zé)與其連接的各類傳感器的數(shù)據(jù)采集和上傳、負(fù)責(zé)該監(jiān)測(cè)點(diǎn)傳感器數(shù)據(jù)分析以及報(bào)警狀態(tài)指示；所述若干個(gè)WSN路由器負(fù)責(zé)WSN協(xié)調(diào)器與WSN采集器之間的數(shù)據(jù)交互；所述WSN協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)WSN網(wǎng)絡(luò)的組建， 負(fù)責(zé)其管理范圍內(nèi)的WSN路由器以及WSN采集器的組織和維護(hù)，負(fù)責(zé)將WSN采集器采集到的監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)匯總上傳到監(jiān)控管理平臺(tái)；所述的監(jiān)控管理平臺(tái)負(fù)責(zé)與WSN協(xié)調(diào)器通信與監(jiān)控，并為監(jiān)控用戶端提供實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)報(bào)警分析、數(shù)據(jù)曲線對(duì)比分析、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)跟蹤以及越界報(bào)警。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種建筑工程結(jié)構(gòu)安全施工實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，WSN 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以選用433MHz-464MHz或者470MHz_5IOMHz頻段進(jìn)行無(wú)線通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種建筑工程結(jié)構(gòu)安全施工實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于每個(gè) WSN采集器有多個(gè)數(shù)據(jù)采集通道，可接多個(gè)施工監(jiān)測(cè)傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種建筑工程結(jié)構(gòu)安全施工實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，若干個(gè)WSN采集器采用低功耗設(shè)計(jì)方案，采用電池供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種建筑工程結(jié)構(gòu)安全施工實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，施工監(jiān)測(cè)傳感器包括振弦式接口傳感器或者模擬量接口傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種建筑工程結(jié)構(gòu)安全施工實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，WSN 協(xié)調(diào)器通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)或者移動(dòng)通信方式與監(jiān)控管理平臺(tái)通信。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6任一權(quán)利要求所述的一種建筑工程結(jié)構(gòu)安全施工實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，監(jiān)控管理平臺(tái)包括短信報(bào)警系統(tǒng)。
8.一種建筑工程結(jié)構(gòu)安全施工實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)應(yīng)用方法，其特征在于包括實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)過(guò)程、監(jiān)控管理過(guò)程；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)過(guò)程包括以下步驟1)WSN協(xié)調(diào)器按照無(wú)線傳感網(wǎng)協(xié)議將若干個(gè)WSN路由器、若干個(gè)WSN采集器組建成無(wú)線傳感網(wǎng)；2)根據(jù)WSN采集器連接的施工監(jiān)測(cè)傳感器的不同，定義不同任務(wù)組；3)由WSN協(xié)調(diào)器根據(jù)不同任務(wù)的周期參數(shù)值計(jì)算出系統(tǒng)周期；4)由WSN協(xié)調(diào)器設(shè)定不同任務(wù)的采集周期，在系統(tǒng)周期內(nèi)為WSN采集器分配一個(gè)唯一的時(shí)隙進(jìn)行通信；5)WSN協(xié)調(diào)器、WSN路由器、WSN采集器同時(shí)保存其節(jié)點(diǎn)內(nèi)的所有網(wǎng)絡(luò)參數(shù)；6)WSN采集器根據(jù)接收到的參數(shù)在屬于自己的時(shí)隙內(nèi)從休眠狀態(tài)轉(zhuǎn)換到活動(dòng)模式，完成數(shù)據(jù)采集并將數(shù)據(jù)上傳WSN協(xié)調(diào)器；7)WSN協(xié)調(diào)器通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)或者無(wú)線通信方式將各類傳感器數(shù)據(jù)匯總上傳監(jiān)控管理平臺(tái)，同時(shí)接收監(jiān)控管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集任務(wù)的劃分、不同任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置；8)WSN協(xié)調(diào)器、WSN路由器以及WSN采集器定期按照各自保存的關(guān)于父節(jié)點(diǎn)、子節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接與斷開(kāi)的維護(hù)； 監(jiān)控管理過(guò)程包括以下步驟1)監(jiān)控管理平臺(tái)首先生成一個(gè)默認(rèn)的建筑工程結(jié)構(gòu)三維模型；2)根據(jù)實(shí)地情況，用戶通過(guò)圖形化的配置接口，設(shè)置相關(guān)的參數(shù)；3)保存用戶配置的參數(shù)；4)加載用戶配置的參數(shù)和WSN協(xié)調(diào)器上傳的各類傳感器參數(shù)，展示三維建筑工程結(jié)構(gòu)模型；5)實(shí)時(shí)處理和分析WSN協(xié)調(diào)器上傳的各類傳感器數(shù)據(jù)，出現(xiàn)數(shù)據(jù)達(dá)到臨界值或者達(dá)到設(shè)定的預(yù)期值，以動(dòng)畫的形式報(bào)警；
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種建筑工程結(jié)構(gòu)安全施工實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)應(yīng)用方法，其特征在于監(jiān)控管理過(guò)程步驟幻所述實(shí)時(shí)處理和分析WSN協(xié)調(diào)器上傳的各類傳感器數(shù)據(jù)時(shí)，監(jiān)控管理平臺(tái)預(yù)測(cè)施工地點(diǎn)未來(lái)可能會(huì)發(fā)生的變化，提前預(yù)警。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種建筑工程結(jié)構(gòu)安全施工實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)應(yīng)用方法，其特征在于監(jiān)控管理過(guò)程步驟幻所述以動(dòng)畫的形式報(bào)警同時(shí)以短信方式向監(jiān)控用戶報(bào)警。
全文摘要
本發(fā)明涉及建筑工程安全監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種建筑工程結(jié)構(gòu)安全施工實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及應(yīng)用方法，該系統(tǒng)包括實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、監(jiān)控管理平臺(tái)和監(jiān)控用戶端，WSN監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括WSN協(xié)調(diào)器、若干個(gè)WSN路由器、若干個(gè)WSN采集器以及若干個(gè)施工監(jiān)測(cè)傳感器；該系統(tǒng)采用無(wú)線全自動(dòng)監(jiān)測(cè)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑工程施工過(guò)程中，各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)信息的自動(dòng)采集，并結(jié)合二維或者三維模型，實(shí)時(shí)、形象地展現(xiàn)建筑工程施工過(guò)程中各個(gè)監(jiān)測(cè)部位及其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。
文檔編號(hào)G06T17/00GK102438036SQ20111029859
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月27日
發(fā)明者吳光榮, 吳海建, 張未來(lái), 戚永策, 李昆侖, 石航波, 許仁德, 趙軍, 陳志芳 申請(qǐng)人:浙江?？导瘓F(tuán)有限公司