一种自适应可多维感知的监测系统

1.本发明涉及结构健康监测技术领域，具体为一种自适应可多维感知的监测系统。


背景技术：

2.近年来随着经济、社会的发展，各种大规模的企业项目、基建系统也大力开展，但是重大施工安全风险作业一直是事故发生的重灾区，例如高空架线、跨越施工、高速切割等高风险作业不同于一般的施工作业，安全措施不到位极易引发严重后果。所以对于重大施工作业安全风险的降低需要即对实时多维感知的监测系统提出了需求。
3.施工现场环境复杂多变，对监测系统有着较高要求。风险作业过程极易受现场环境变化影响，且具有突发性和偶发性；现场状态对于关键参数无法有效感知，无法实现对风险作业状态的动态、实时监测；监管模式单一，目前更多依靠到岗人员现场巡检，无法实现全天候、不间断监测。因此，本发明提供了一种自适应可多维感知的监测系统，解决上述背景中提出的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种自适应可多维感知的监测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自适应可多维感知的监测系统，包括若干传感器、若干传感器后置采集芯片，所述采集芯片连接中央处理器芯片，所述中央处理器芯片连接数据传输系统和警报灯，所述数据传输系统连接专用接口，所述专用接口过线缆连接pc端，所述pc端通过监测系统上位机软件呈现相关数据，所述若干传感器、采集芯片、中央处理器芯片、数据传输系统、警报灯、专用接口均安装箱体保护壳。
6.优选的，本技术提供的一种自适应可多维感知的监测系统，其中，所述中央处理器芯片包括接收模块、处理模块和输出模块，所述接收模块连接所述采集芯片的输出端口，所述处理模块连接所述接收模块的输出端口，所述输出模块连接所述处理模块的输出端口，所述输出模块控制所述警报灯的状态，所述数据传输系统连接所述输出模块的输出端口。
7.优选的，本技术提供的一种自适应可多维感知的监测系统，其中，所述数据传输系统通过所述专用接口和所述线缆连接所述pc端。
8.优选的，本技术提供的一种自适应可多维感知的监测系统，其中，若干所述传感器采用分布式传感器，实时采集工程本体状态参数和现场环境参数。
9.优选的，本技术提供的一种自适应可多维感知的监测系统，其中，所述中央处理器芯片的所述输出模块的其一输出接口连接所述警报灯，当所述处理模块搜集到异常数据时，通过所述输出模块控制所述警报灯告警。
10.优选的，本技术提供的一种自适应可多维感知的监测系统，其中，其使用方法包括以下步骤：a、通过专用接口连接pc主机对系统供电，分布式传感器多通道实时传输工程本体
状态参数和现场环境参数的变化；b、采集芯片采用流水线操作采集多通道传感器数据，并对其进行初步滤波操作和放大信号操作等预处理，最后并行输出至中央处理器芯片；c、中央处理器芯片的接收模块接收到初步处理的数据后传输到处理模块进行进一步处理，包括但不限于滤波、放大、转换、比较等操作，处理模块中将现场回传数据与标准数据进行比对，超过安全阈值，输出模块通过警报灯进行异常告警，同时处理后数据传输到输出模块进行输出；d、数据传输系统接收到中央处理器芯片输出的并行数据后，采用并串转换操作转换为串行数据，通过专用接口和线缆传输到pc端主机，在pc端的监测系统上位机软件中显示。
11.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明原理简单，通过若干传感器多通道采集现场环境参数以及工程本体状态参数，能够进行多维数据采集，；对于采集到的异常数据，具有自动搜集、报警等功能，可实时告警，此外，通过引入自适应算法，根据处理数据的数据特征自动调整处理方法、顺序或约束条件，以取得采集参数最佳的处理效果；通过数据实时采集传输监测，在上位机中运行可视化动态监测系统，强化作业前管控，作业过程监督，降低作业风险。
附图说明
12.图1为本发明结构示意图；图2为本发明多维感知监测系统工作流程图；图中：若干传感器1、采集芯片2、中央处理器芯片3、数据传输系统4、警报灯5、专用接口6、线缆7、pc端8、监测系统上位机软件9、箱体保护壳10、接收模块11、处理模块12、输出模块13。
具体实施方式
13.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
14.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、
ꢀ“
下”、
ꢀ“
内”、
ꢀ“
外”“前端”、
ꢀ“
后端”、
ꢀ“
两端”、
ꢀ“
一端”、
ꢀ“
另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、
ꢀ“
第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
15.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、
ꢀ“
设置有”、
ꢀ“
连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
16.请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种自适应可多维感知的监测系统，包括若干传感器1、若干传感器1后置采集芯片2，所述采集芯片2连接中央处理器芯片3，所述中央处理器芯片3连接数据传输系统4和警报灯5，所述数据传输系统4连接专用接口6，所述专用接口6通过线缆7连接pc端8，所述pc端8通过监测系统上位机软件9呈现相关数据，所述若干传感器1、采集芯片2、中央处理器芯片3、数据传输系统4、警报灯5、专用接口6均安装箱体保护壳10。
17.本发明中，所述若干传感器1采用分布式传感器，实时采集工程本体状态参数和现场环境参数，采集芯片2接收传感器信号并对其进行预处理操作，传输到中央处理器芯片3，中心处理器芯片3包括接收模块11、处理模块12和输出模块13，接收模块11连接采集芯片2的输出端口，接收采集芯片2预处理后的采集数据，处理模块12连接接收模块11的输出端口，所述处理模块12自动搜集异常数据并标记，同时采用自适应算法，根据处理数据的数据特征自动调整处理方法、顺序或约束条件，以取得采集参数最佳的处理效果，输出模块13连接处理模块12的输出端口，所述输出模块13的其一输出接口连接所述警报灯5，当所述处理模块12搜集到异常数据时，通过所述输出模块13控制所述警报灯5告警。同时，数据传输系统4连接输出模块13的输出端口以接收经过处理的采集数据。
18.数据传输系统4采用并串转换进行数据转换，将转换后的串行数据通过所述专用接口6和所述线缆7连接所述pc端8，所述pc端8通过所述监测系统上位机软件9实时显示设定参数和现场环境参数，若出现异常数据，上位机软件中的警报灯也同样亮起，所述监测系统上位机软件9采用labview软件进行程序框图设计及监测系统界面设计。
19.本发明中，专用接口6通过线缆7连接到pc端8，对所述自适应可多维感知的监测系统进行供电，通电后无需安装软件，即插即用。
20.工作原理：本发明的使用方法包括以下步骤：a、通过专用接口连接pc主机对系统供电，分布式传感器多通道实时传输工程本体状态参数和现场环境参数的变化；b、采集芯片采用流水线操作采集多通道传感器数据，并对其进行初步滤波操作和放大信号操作等预处理，最后并行输出至中央处理器芯片；c、中央处理器芯片的接收模块接收到初步处理的数据后传输到处理模块进行进一步处理，包括但不限于滤波、放大、转换、比较等操作，处理模块中将现场回传数据与标准数据进行比对，超过安全阈值，输出模块通过警报灯进行异常告警，同时处理后数据传输到输出模块进行输出；d、数据传输系统接收到中央处理器芯片输出的并行数据后，采用并串转换操作转换为串行数据，通过专用接口和线缆传输到pc端主机，在pc端的监测系统上位机软件中显示。
21.综上所述，本发明原理简单，通过若干传感器多通道采集现场环境参数以及工程本体状态参数，能够进行多维数据采集，；对于采集到的异常数据，具有自动搜集、报警等功能，可实时告警，此外，通过引入自适应算法，根据处理数据的数据特征自动调整处理方法、顺序或约束条件，以取得采集参数最佳的处理效果；通过数据实时采集传输监测，在上位机中运行可视化动态监测系统，强化作业前管控，作业过程监督，降低作业风险。
22.需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖
非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
23.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。