專利名稱：基于gsm短信和電子郵件的橋梁結構健康監測預警方法
技術領域：
本發明涉及建筑領域，特別是涉及一種基于GSM短信和電子郵件的橋梁結構健康監測預警方法。
背景技術：
為了保障橋梁在運營期正常工作，防止因結構災害而造成重大公共安全事故，許多橋梁都建立了結構健康監測系統，用來實時自動監測橋梁結構的工作環境和結構性能， 并能進行系統自檢和異常情況的預警。不同層次的橋梁管養人員對結構健康監測系統產生的預警信息有不同的需求，橋梁管理者關心總體信息，橋梁養護人員關心更加詳細的預警信息和系統自檢情況，數據分析人員關心預警信息關聯的數據情況。橋梁結構健康監測系統的特點在于對橋梁運營狀況和周邊環境的24小時不間斷監測，具備很高的實時性，其預警也有同樣的性能要求，而橋梁管理者往往又不在橋梁現場，無法及時獲取預警信息，進入監測中心查看預警情況；預警系統提供了通過Internet 進行遠程管控和預警界面，但很多橋梁地處偏遠地區，往往沒有Internet網絡連接，無法實現遠程管控和預警。
發明內容
本發明的目的是為了克服上述背景技術的不足，提供一種基于GSM短信和電子郵件的橋梁結構健康監測預警方法，對橋梁管理人員的管理權限進行分類，結合預警信息的分類組合，實現分級預警；通過控制GSM通訊模塊將分級預警信息以短信的方式發送到橋梁管理人員的手機上，使橋梁管理人員及時得知預警信息，不受網絡是否連接的限制。本發明提供的基于GSM短信和電子郵件的橋梁結構健康監測預警方法，包括:A、 在橋梁監測中心安裝預警系統，預警系統包括短信預警主機、智能預警引擎、預警數據庫和 GSM通訊模塊，短信預警主機與橋梁結構健康監測系統交互獲得預警信息，GSM通訊模塊通過PC串口和短信預警主機交互；智能預警引擎包括預警信息分級模塊、預警數據庫觸發器、預警信息掃描定時器和查詢代碼解析模塊；運行智能預警引擎中的預警信息分級模塊， 產生分級預警信息，并將分級預警信息寫入預警數據庫；B、分析橋梁結構健康監測系統的運行情況，對橋梁結構健康監測系統的自檢信息(a)、異常情況預警信息(b)和系統異常情況誘因(c)分別進行分類，并根據橋梁管理人員的管理權限進行組合，以待發送；C、預警數據庫包括預警信息數據表和預警信息臨時表，通過智能預警引擎中的預警數據庫觸發器將寫入預警信息數據表的信息轉存到預警信息臨時表中；智能預警引擎中的預警信息掃描定時器按照指定的頻率掃描預警信息臨時表，若掃描到其中有更新信息， 則將掃描到的更新信息與AT控制指令進行組合，再將組合信息通過協議數據單元PDU進行編碼，將編碼后的預警信息寫入短信預警主機的串口，包含有AT指令的編碼信息控制GSM 通訊模塊，將編碼后的預警信息以GSM短信的形式，分別發送給不同管理權限的橋梁管理人員；D、智能預警引擎掃描到預警信息后產生一條詳細的預警信息，并檢測是否有 Internet網絡連接，如果有，則發送一份電子郵件至不同管理權限的橋梁管理人員郵箱中。在上述技術方案中，步驟B中所述自檢信息(a)包括總體描述信息(al)和分項詳細信息(a2)，異常情況預警信息(b)包括初級預警信息(bl)和橋梁結構運營極限報警信息(b2)，系統異常情況誘因(C)包括橋梁結構自身物理變化超限(Cl)、監測系統運行故障 (c2)和監測數據誤差(c3)。在上述技術方案中，所述橋梁管理人員根據管理權限分為管理組、橋梁養護組和系統數據分析組。在上述技術方案中，所述GSM通訊模塊向管理組發送組合信息{al，b2，cl}:總體描述信息(al)、橋梁結構運營極限報警信息(b2)和橋梁結構自身物理變化超限信息(Cl)。在上述技術方案中，所述GSM通訊模塊向橋梁養護組發送以下四組信息中的任意
一組組合信息(I) {al, bl, Cl}:總體描述信息(al)、初級預警信息(bl)和橋梁結構自身物理變化超限信息(Cl)；(2) {al, bl, c2}:總體描述信息(al)、初級預警信息(bl)和監測系統運行故障信息(c2)；(3) {al, b2，cl}:總體描述信息(al)、橋梁結構運營極限報警信息(b2)和橋梁結構自身物理變化超限信息(Cl)；(4) {al, b2，c2}:總體描述信息(al)、橋梁結構運營極限報警信息(b2)和監測系統運行故障信息(c2)。在上述技術方案中，所述GSM通訊模塊向系統數據分析組發送組合信息{a2，bl, c3}或者{a2，b2，c3}，其中，{a2，bl，c3}為分項詳細信息(a2)、初級預警信息(bl)和監測數據誤差信息(c3) ;{a2，b2，c3}為分項詳細信息(a2)、橋梁結構運營極限報警信息(b2) 和監測數據誤差信息(c3)。在上述技術方案中，步驟C之后還包括以下步驟所述橋梁管理人員通過手機短信發送查詢代碼至預警系統綁定的號碼，GSM通訊模塊接收到查詢代碼后，從短信預警主機取出監測數據信息，返回給橋梁管理人員。在上述技術方案中，步驟C之后還包括以下步驟所述橋梁管理人員通過Web登錄預警系統，遠程控制GSM通訊模塊發送預警信息至指定橋梁管理人員。在上述技術方案中，步驟C之后還包括以下步驟所述橋梁管理人員通過Web登錄預警系統，通過遠程控制GSM通訊模塊實現對預警系統的管理。與現有技術相比，本發明的優點如下(I)本發明實現了對不同的橋梁結構健康監測預警信息分類組合并分級，為分級預警提供了基礎；對橋梁管理人員的管理權限進行分類，結合預警信息的分類組合，實現分級預警。(2)在沒有Internet網絡連接的環境中，本發明利用GSM網絡全覆蓋、穩定的特點，通過控制GSM通訊模塊將分級預警信息以短信的方式發送到橋梁管理人員的手機上， 使橋梁管理人員及時得知預警信息，不受網絡是否連接的限制。
(3)橋梁管理人員同樣可以在任何時候以短信為載體遠程發送查詢代碼，控制 GSM通訊模塊返回預警信息和更加詳細的監測數據等信息。(4)在有Internet網絡連接的環境中，本發明還提供了詳細的預警信息郵件，使橋梁管理人員及時得知詳細的預警信息。(5)本發明提供了 Web管理界面，橋梁管理人員在特殊情況下可以人工發送預警短信，遠程管理GSM通訊模塊和預警系統。
圖I是本發明實施例中基于GSM短信和電子郵件的橋梁結構健康監測預警方法的原理圖。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發明作進一步的詳細描述。參見圖I所不，本發明實施例提供的基于GSM(Global System forMobile Communication,全球移動通信系統)短信和電子郵件的橋梁結構健康監測預警方法,包括以下步驟A、在橋梁監測中心安裝預警系統，預警系統包括短信預警主機、智能預警引擎、預警數據庫和GSM通訊模塊，短信預警主機與橋梁結構健康監測系統交互獲得預警信息，GSM 通訊模塊通過PC串口和短信預警主機交互；智能預警引擎包括預警信息分級模塊、預警數據庫觸發器、預警信息掃描定時器和查詢代碼解析模塊；運行智能預警引擎中的預警信息分級模塊，產生分級預警信息，并將分級預警信息寫入預警數據庫。B、分析橋梁結構健康監測系統的運行情況，對橋梁結構健康監測系統的自檢信息(a)、異常情況預警信息(b)和系統異常情況誘因(C)分別進行分類，并根據橋梁管理人員的管理權限進行組合，以待發送。其中，自檢信息(a)包括總體描述信息(al)和分項詳細信息(a2)，異常情況預警信息(b)包括初級預警信息(bl)和橋梁結構運營極限報警信息(b2)，系統異常情況誘因(C)包括橋梁結構自身物理變化超限(Cl)、監測系統運行故障 (c2)和監測數據誤差(c3)。橋梁管理人員根據管理權限分為管理組、橋梁養護組和系統數據分析組。GSM通訊模塊向管理組發送組合信息{al, b2, cl}:總體描述信息(al)、橋梁結構運營極限報警信息(b2)和橋梁結構自身物理變化超限(Cl)。GSM通訊模塊向橋梁養護組發送以下四組信息中的任意一組組合信息(I) {al, bl, cl}:總體描述信息(al)、初級預警信息(bl)和橋梁結構自身物理變化超限信息(Cl)；(2) {al, bl, c2}:總體描述信息(al)、初級預警信息(bl)和監測系統運行故障信息(c2)；(3) {al, b2，cl}:總體描述信息(al)、橋梁結構運營極限報警信息(b2)和橋梁結構自身物理變化超限信息(Cl)；(4) {al, b2，c2}:總體描述信息(al)、橋梁結構運營極限報警信息(b2)和監測系統運行故障信息(c2)。
GSM通訊模塊向系統數據分析組發送組合信息{a2，bl, c3}或者{a2，b2，c3}，其中，{a2，bl, c3}為分項詳細信息(a2)、初級預警信息(bl)和監測數據誤差信息(c3)； {a2，b2，c3}為分項詳細信息(a2)、橋梁結構運營極限報警信息(b2)和監測數據誤差信息(c3)οC、預警數據庫包括預警信息數據表和預警信息臨時表，通過智能預警引擎中的預警數據庫觸發器將寫入預警信息數據表的信息轉存到預警信息臨時表中；智能預警引擎中的預警信息掃描定時器按照指定的頻率掃描預警信息臨時表，若掃描到其中有更新信息，則將掃描到的更新信息與AT指令(Attention Commands,指從終端設備或數據終端設備向終端適配器或數據電路終接設備發送的控制指令)進行組合，再將組合信息通過 PDU(Protocol Data Unit，協議數據單元)進行編碼，將編碼后的預警信息寫入短信預警主機的串口，包含有AT指令的編碼信息控制GSM通訊模塊，將編碼后的預警信息以GSM短信的形式，分別發送給不同管理權限的橋梁管理人員；D、預警系統掃描到預警信息后，還產生一條詳細的預警信息，預警系統檢測短信預警主機是否與Internet (因特網)網絡連接，如果檢測到有連接，則短信預警主機還通過電子郵件的形式將詳細的預警信息發送至橋梁管理人員的電子郵箱。E、橋梁管理人員通過手機短信發送查詢代碼至預警系統綁定的號碼，GSM通訊模塊接收到查詢代碼后，從短信預警主機取出監測數據信息，返回給橋梁管理人員。F、橋梁管理人員通過Web登錄預警系統，在特殊情況下，可以人工遠程控制GSM通訊模塊發送預警信息至指定橋梁管理人員，以及通過遠程控制GSM通訊模塊實現對預警系統的管理。本發明實施例的原理詳細闡述如下GSM是目前國內覆蓋范圍最廣、系統可靠性最高、橋梁管理人員數量最大的數字移動蜂窩通訊系統，基于GSM網絡的SMS(ShortMessage Service,短信消息服務)米用 SMSC (Short Message ServiceCenter,短消息服務中心)的存儲和轉發機制,確保了短消息在24小時內可以傳達橋梁管理人員。SMS充分利用了 GSM網絡的直放站、覆蓋廣的特點和全程全網的優勢，具有極佳的移動性，使得任何一個申請了短消息服務的GSM無線終端橋梁管理人員在全網范圍內獲得服務。每個短消息的信息量限制140個英文字節或70個中文字符，如果超過此長度，則要分多次發送。本發明實施例將GSM短信服務技術和電子郵件技術引入到橋梁結構的健康監測預警中，實現了短信分級預警和電子郵件詳細信息預警，并能短信發送代碼遠程控制GSM 通訊模塊，返回查詢信息，橋梁管理人員通過Web登錄預警系統，可以人工發送預警信息， 控制GSM通訊模塊和進行預警系統管理。本發明實施例中為了彌補了短信內容有限的不足，預警系統在進行短信預警的同時，還產生一條詳細的預警信息，系統檢測短信預警主機是否與Internet網絡連接，并掃描預警信息臨時表，如果有連接，并且臨時表中有預警信息，則通過電子郵件的形式將詳細的預警信息發送至橋梁管理人員郵箱。本發明實施例還提供了短信查詢監測系統數據等信息的功能。橋梁管理人員通過短信，發送特殊的查詢代碼至預警系統綁定的電話號碼上，GSM通訊模塊接收到查詢代碼后，轉發至PC機上的智能預警引擎，智能預警引擎對監測信息查詢代碼解析，取出查詢信息，并又通過控制GSM通訊模塊，發送查詢信息給發送查詢代碼的橋梁管理人員。本發明實施例提供了 Web界面登錄預警系統，在特殊情況下，橋梁管理人員在Web 界面上輸入電話號碼和預警文本，可以手動給指定橋梁管理人員發送預警信息；橋梁管理人員還可以控制GSM通訊模塊重啟，對預警系統進行管理。顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內， 則本發明包含這些改動和變型在內。本說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業技術人員公知的現有技術。
權利要求
1.一種基于GSM短信和電子郵件的橋梁結構健康監測預警方法，其特征在于包括A、在橋梁監測中心安裝預警系統，預警系統包括短信預警主機、智能預警引擎、預警數據庫和GSM通訊模塊，短信預警主機與橋梁結構健康監測系統交互獲得預警信息，GSM通訊模塊通過PC串口和短信預警主機交互；智能預警引擎包括預警信息分級模塊、預警數據庫觸發器、預警信息掃描定時器和查詢代碼解析模塊；運行智能預警引擎中的預警信息分級模塊，產生分級預警信息，并將分級預警信息寫入預警數據庫；B、分析橋梁結構健康監測系統的運行情況，對橋梁結構健康監測系統的自檢信息(a)、 異常情況預警信息(b)和系統異常情況誘因(c)分別進行分類，并根據橋梁管理人員的管理權限進行組合，以待發送；C、預警數據庫包括預警信息數據表和預警信息臨時表，通過智能預警引擎中的預警數據庫觸發器將寫入預警信息數據表的信息轉存到預警信息臨時表中；智能預警引擎中的預警信息掃描定時器按照指定的頻率掃描預警信息臨時表，若掃描到其中有更新信息，則將掃描到的更新信息與AT控制指令進行組合，再將組合信息通過協議數據單元PDU進行編碼，將編碼后的預警信息寫入短信預警主機的串口，包含有AT指令的編碼信息控制GSM通訊模塊，將編碼后的預警信息以GSM短信的形式，分別發送給不同管理權限的橋梁管理人員；D、智能預警引擎掃描到預警信息后產生一條詳細的預警信息，并檢測是否有Internet 網絡連接，如果有，則發送一份電子郵件至不同管理權限的橋梁管理人員郵箱中。
2.如權利要求I所述的基于GSM短信和電子郵件的橋梁結構健康監測預警方法，其特征在于步驟B中所述自檢信息(a)包括總體描述信息(al)和分項詳細信息(a2);異常情況預警信息(b)包括初級預警信息(bl)和橋梁結構運營極限報警信息(b2);系統異常情況誘因(c)包括橋梁結構自身物理變化超限(Cl)、監測系統運行故障(c2)和監測數據誤差 (c3)。
3.如權利要求2所述的基于GSM短信和電子郵件的橋梁結構健康監測預警方法，其特征在于所述橋梁管理人員根據管理權限分為管理組、橋梁養護組和系統數據分析組。
4.如權利要求3所述的基于GSM短信和電子郵件的橋梁結構健康監測預警方法，其特征在于所述GSM通訊模塊向管理組發送組合信息{al，b2，Cl}:總體描述信息(al)、橋梁結構運營極限報警信息(b2)和橋梁結構自身物理變化超限信息(Cl)。
5.如權利要求3所述的基于GSM短信和電子郵件的橋梁結構健康監測預警方法，其特征在于所述GSM通訊模塊向橋梁養護組發送以下四組信息中的任意一組組合信息(1){al, bl, Cl}:總體描述信息(al)、初級預警信息(bl)和橋梁結構自身物理變化超限信息(Cl)；(2){al, bl, c2):總體描述信息(al)、初級預警信息(bl)和監測系統運行故障信息 (c2)；(3){al, b2，Cl}:總體描述信息(al)、橋梁結構運營極限報警信息(b2)和橋梁結構自身物理變化超限信息(Cl);(4){al, b2，c2}:總體描述信息(al)、橋梁結構運營極限報警信息(b2)和監測系統運行故障信息(c2)。
6.如權利要求3所述的基于GSM短信和電子郵件的橋梁結構健康監測預警方法，其特征在于所述GSM通訊模塊向系統數據分析組發送組合信息{a2，bl，c3}或者{a2，b2，c3}， 其中，{a2，bl，c3}為分項詳細信息(a2)、初級預警信息(bl)和監測數據誤差信息(c3)； {a2，b2，c3}為分項詳細信息(a2)、橋梁結構運營極限報警信息(b2)和監測數據誤差信息(c3)ο
7.如權利要求I至6中任一項所述的基于GSM短信和電子郵件的橋梁結構健康監測預警方法，其特征在于步驟C之后還包括以下步驟所述橋梁管理人員通過手機短信發送查詢代碼至預警系統綁定的號碼，GSM通訊模塊接收到查詢代碼后，從短信預警主機取出監測數據信息，返回給橋梁管理人員。
8.如權利要求I至6中任一項所述的基于GSM短信和電子郵件的橋梁結構健康監測預警方法，其特征在于步驟C之后還包括以下步驟所述橋梁管理人員通過Web登錄預警系統，遠程控制GSM通訊模塊發送預警信息至指定橋梁管理人員。
9.如權利要求I至6中任一項所述的基于GSM短信和電子郵件的橋梁結構健康監測預警方法，其特征在于步驟C之后還包括以下步驟所述橋梁管理人員通過Web登錄預警系統，通過遠程控制GSM通訊模塊實現對預警系統的管理。
全文摘要
本發明公開了一種基于GSM短信和電子郵件的橋梁結構健康監測預警方法，涉及建筑領域，包括在橋梁監測中心安裝短信預警主機和GSM通訊模塊；短信預警主機通過智能預警引擎對預警信息進行分級，并發送至管理人員；管理人員通過短信發送查詢指令至預警系統綁定的手機號碼，控制GSM通訊模塊返回查詢出來的監測信息；管理人員通過Web登錄預警系統，人工遠程控制GSM通訊模塊發送預警信息至指定人員。本發明對管理人員的管理權限進行分類，結合預警信息的分類組合，實現分級預警；通過控制GSM通訊模塊將分級預警信息以短信的方式發送到橋梁管理人員的手機上，使管理人員及時得知預警信息，不受網絡是否連接的限制。
文檔編號G08B25/01GK102592399SQ20121006022
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月9日 優先權日2012年3月9日
發明者史雪峰, 葉仲韜, 吳巨峰, 李星新, 汪正興, 王超, 王鑫, 王鳴輝, 程輝, 郭翠翠, 鐘繼衛 申請人:中鐵大橋局集團有限公司, 中鐵大橋局集團武漢橋梁科學研究院有限公司