一種鋼筋混凝土建筑物結構健康監測裝置的制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種鋼筋混凝土建筑物結構健康監測裝置，其包括傳感器網絡節點和監測中心服務器，所述傳感器網絡節點布置在被測部位并與監測中心服務器通過局域網相連接，監測中心服務器通過網絡向遠程用戶提供數據服務或發出預警信息；所述傳感器網絡節點包括：采用橢圓定位法進行定位的傳感器網絡定位模塊、用于對傳感器的費用和能量進行約束的傳感器約束模塊、采用色素增感型光電池供能的自供電模塊和數據修正模塊。本發明使用壽命長，監測精度高，加快了傳感器網絡節點的定位速度，且對傳感器的費用和能量進行約束，最大限度的節省了監測成本。
【專利說明】
一種鋼筋混凝土建筑物結構健康監測裝置
技術領域
[0001] 本發明涉及建筑結構健康監控應用領域，具體涉及一種鋼筋混凝土建筑物結構健 康監測裝置。
【背景技術】
[0002] 在建筑結構安全監測中，傳感器往往分布于建筑中的關鍵受力點或結構的薄弱 點。這些測點布局較分散，而且由于建筑物結構的類型不同也往往位于不同的位置。隨著監 測時間推移以及感測數據量的增長，在傳感器的管理、感測數據的組織上存在較大的困難， 而對于傳感器網絡節點所采集到的數據必須結合其在測量坐標系內的位置信息才有意義。
[0003] 此外，監測所使用的傳感器工作能耗大且容易受到溫度等環境的影響，導致傳感 器所測得的數據準確度降低，并進一步影響了結構監測的精度和成本。
【發明內容】
[0004] 針對上述問題，本發明提供一種可以快速定位傳感器網絡節點、同時對傳感器的 費用和能量進行約束、精確度較高的鋼筋混凝土建筑物結構健康監測裝置。
[0005] 本發明的目的采用以下技術方案來實現：
[0006] -種鋼筋混凝土建筑物結構健康監測裝置，包括傳感器網絡節點、局域網、監測中 心服務器和短信報警模塊，所述傳感器網絡節點布置在被測部位并與監測中心服務器通過 局域網相連接，監測中心服務器通過網絡向遠程用戶提供數據服務或發出預警信息，也可 通過短信報警模塊發出預警短信，其特征是，所述傳感器網絡節點包括：
[0007] (1)傳感器網絡定位模塊，用于獲取傳感器網絡節點自身位置信息，其包括依次連 接的任務驅動子模塊、定位子模塊和信號處理子模塊，所述任務驅動子模塊通過局域網與 監測中心服務器連接，任務驅動子模塊驅動定位子模塊獲取特定傳感器網絡節點的自身位 置信息，所述信號處理子模塊讀取所述特定傳感器網絡節點的自身位置信息后將自身位置 信息送至所述監測中心服務器;所述定位子模塊采用橢圓定位法進行定位，定位時設置傳 感器網絡節點的坐標為(x，y)，參考節點的坐標為(x n，yn)，n=A，B，C，D，以(XA，yA)作為第一 參考節點的坐標，以(xm，y m)作為第二參考節點的坐標，定位方程為：
[0009 ]其中，m = B，C，D，cU為傳感器網絡節點到第一參考節點、第二參考節點的距離和， 求解方程得到傳感器的位置；
[0010] (2)傳感器約束模塊，用于對傳感器的費用和能量進行約束，將傳感器網絡表示為 無向帶權連接圖1=0丄），1^表示網絡節點數兒表示雙向鏈路集，約束函數為：
[0012] 其中，fb、fd、fdj、fp^別為帶寬、延時、延時抖動、丟包率懲罰函數，A、B、C、D分別為 乜、心3私61的加權系數，[乙1狂0(1)+乙1^(3(11)]為費用約束，[乙1狂口（1)+乙 1^叩(11)]為能量 約束；
[0013]當傳感器網絡路由滿足帶寬、延時、延時抖動、丟包率約束條件時，f b、f d、f dj、f pl的 取值皆為1，其他情況fb、fd、fdj、fP1的取值皆在(0，1)范圍內，費用約束和能量約束應當在滿 足帶寬、延時、延時抖動及丟包率約束的條件下取最小值；
[0014] (3)自供電模塊，用于向傳感器供能，其包括可在光照條件下向傳感器持續供能的 色素增感型光電池；
[0015] 進一步地，所述鋼筋混凝土建筑物結構健康監測裝置還包括數據修正模塊和與信 號處理子模塊連接的電源檢測模塊；
[0016] 所述數據修正模塊用于對傳感器采集的數據進行校正，校正后的數據送往監測中 心服務器，設置校正因子
其中To為當地平均溫度，T為傳感器采集數據 時的實時溫度，m為根據傳感器類型選擇的修正系數，設置m的取值在(0,0.05)范圍內，則
[0017] T彡To時，校正公式為：
[0019] T<To時，校正公式為：
[0021]其中，Y為由傳感器采集的一組數據，Yx為校正后數據；
[0022]所述信號處理子模塊讀取電源檢測模塊檢測的傳感器網絡節點的電源信息，進而 將傳感器網絡節點的電源信息發送至所述監測中心服務器。
[0023]進一步地，在采集數據前，采用TPSN算法來實現無線傳感器網絡的時鐘同步，具體 為在待同步節點處的本地時鐘加上時鐘偏差，完成節點的時鐘同步。
[0024]本發明的有益效果為：
[0025] 1、對傳感器網絡節點進行定位是準確監測的前提，設置采用橢圓定位法的傳感器 網絡定位模塊，簡化了定位計算，加快了傳感器網絡節點的定位速度，迅速建立起對鋼筋混 凝土建筑物的監測體系；
[0026] 2、通過設定傳感器約束模塊，用于對傳感器的費用和能量進行約束，能夠在對鋼 筋混凝土建筑物進行有效監測的前提下最大限度的節省監測成本；
[0027] 3、一般傳感器節點使用一段時間后，自身攜帶的電源耗盡而失效，設置在光照條 件下向傳感器持續供能的色素增感型光電池，延長了鋼筋混凝土建筑物監測裝置的使用壽 命；
[0028] 4、設置用于對傳感器采集的數據進行校正的數據修正模塊，提高了鋼筋混凝土建 筑物結構健康監測裝置的監測精度。
【附圖說明】
[0029]利用附圖對本發明作進一步說明，但附圖中的實施例不構成對本發明的任何限 制，對于本領域的普通技術人員，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據以下附圖獲得 其它的附圖。
[0030] 圖1是本發明各模塊間的連接示意圖。
【具體實施方式】
[0031] 結合以下實施例對本發明作進一步描述。
[0032] 實施例1
[0033]參見圖1，本實施例一種鋼筋混凝土建筑物結構健康監測裝置，包括傳感器網絡節 點、局域網、監測中心服務器和短信報警模塊，所述傳感器網絡節點布置在被測部位并與監 測中心服務器通過局域網相連接，監測中心服務器通過網絡向遠程用戶提供數據服務或發 出預警信息，也可通過短信報警模塊發出預警短信，其特征是，所述傳感器網絡節點包括： [0034] (1)傳感器網絡定位模塊，用于獲取傳感器網絡節點自身位置信息，其包括依次連 接的任務驅動子模塊、定位子模塊和信號處理子模塊，所述任務驅動子模塊通過局域網與 監測中心服務器連接，任務驅動子模塊驅動定位子模塊獲取特定傳感器網絡節點的自身位 置信息，所述信號處理子模塊讀取所述特定傳感器網絡節點的自身位置信息后將自身位置 信息送至所述監測中心服務器;所述定位子模塊采用橢圓定位法進行定位，定位時設置傳 感器網絡節點的坐標為(x，y)，參考節點的坐標為(x n，yn)，n=A，B，C，D，以(XA，yA)作為第一 參考節點的坐標，以(Xm，ym)作為第二參考節點的坐標，定位方程為：
[0036]其中，m = B，C，D，dAm為傳感器網絡節點到第一參考節點、第二參考節點的距離和， 求解方程得到傳感器的位置；
[0037] (2)傳感器約束模塊，用于對傳感器的費用和能量進行約束，將傳感器網絡表示為 無向帶權連接圖1=0丄），1^表示網絡節點數兒表示雙向鏈路集，約束函數為：
L〇〇39」其中，f b、f d、f dj、f Pi分別為帶寬、延時、延時抖動、去包率懲初函數，A、B、C、D分別為 乜、〇汀私仇1的加權系數，[乙1狂0(1)+乙1^(3(11)]為費用約束，[乙1狂口（1)+乙&叩(11)]為能量 約束；
[0040] 當傳感器網絡路由滿足帶寬、延時、延時抖動、丟包率約束條件時，f b、f d、f dj、f Pi的 取值皆為1，其他情況fb、fd、fdj、fPi的取值皆在(0，1)范圍內，費用約束和能量約束應當在滿 足帶寬、延時、延時抖動及丟包率約束的條件下取最小值；
[0041] (3)自供電模塊，用于向傳感器供能，其包括可在光照條件下向傳感器持續供能的 色素增感型光電池；
[0042]進一步地，所述鋼筋混凝土建筑物結構健康監測裝置還包括數據修正模塊和與信 號處理子模塊連接的電源檢測模塊；
[0043]所述數據修正模塊用于對傳感器采集的數據進行校正，校正后的數據送往監測中 心服務器，設置校正因子
其中To為當地平均溫度，T為傳感器采集數據 時的實時溫度，m為根據傳感器類型選擇的修正系數，設置m的取值在(0,0.05)范圍內，則 [0044] T彡To時，校正公式為：
[0046] T<To時，校正公式為：
[0048]其中，Y為由傳感器采集的一組數據，Yx為校正后數據；
[0049] 所述信號處理子模塊讀取電源檢測模塊檢測的傳感器網絡節點的電源信息，進而 將傳感器網絡節點的電源信息發送至所述監測中心服務器。
[0050] 進一步地，在采集數據前，采用TPSN算法來實現無線傳感器網絡的時鐘同步，具體 為在待同步節點處的本地時鐘加上時鐘偏差，完成節點的時鐘同步。
[0051] 本實施例加快了傳感器網絡節點的定位速度，設置在光照條件下向傳感器持續供 能的色素增感型光電池延長了監測裝置的使用壽命;傳感器網絡路由滿足帶寬、延時、延時 抖動、丟包率約束條件，&44<^、4 1的取值皆為1，監測成本相對降低了1〇%;根據傳感器 類型選擇的修正系數m取值為0.01，監測精度相對提高了2%。
[0052] 實施例2
[0053]參見圖1，本實施例一種鋼筋混凝土建筑物結構健康監測裝置，包括傳感器網絡節 點、局域網、監測中心服務器和短信報警模塊，所述傳感器網絡節點布置在被測部位并與監 測中心服務器通過局域網相連接，監測中心服務器通過網絡向遠程用戶提供數據服務或發 出預警信息，也可通過短信報警模塊發出預警短信，其特征是，所述傳感器網絡節點包括： [0054] (1)傳感器網絡定位模塊，用于獲取傳感器網絡節點自身位置信息，其包括依次連 接的任務驅動子模塊、定位子模塊和信號處理子模塊，所述任務驅動子模塊通過局域網與 監測中心服務器連接，任務驅動子模塊驅動定位子模塊獲取特定傳感器網絡節點的自身位 置信息，所述信號處理子模塊讀取所述特定傳感器網絡節點的自身位置信息后將自身位置 信息送至所述監測中心服務器;所述定位子模塊采用橢圓定位法進行定位，定位時設置傳 感器網絡節點的坐標為(x，y)，參考節點的坐標為(x n，yn)，n=A，B，C，D，以(XA，yA)作為第一 參考節點的坐標，以(Xm，ym)作為第二參考節點的坐標，定位方程為：
L0056J 其中，m = B，C，D，dM為傳感器網絡節點到第一參考節點、第二參考節點的距離和， 求解方程得到傳感器的位置；
[0057] (2)傳感器約束模塊，用于對傳感器的費用和能量進行約束，將傳感器網絡表示為 無向帶權連接圖1=0丄），1^表示網絡節點數兒表示雙向鏈路集，約束函數為：
L〇〇59J 其中，f b、f d、f dj、f Pi分別為帶寬、延時、延時抖動、去包率懲初函數，A、B、C、D分別為 乜、〇汀私仇1的加權系數，[乙1狂0(1)+乙1^(3(11)]為費用約束，[乙1狂口（1)+乙&叩(11)]為能量 約束；
[0060]當傳感器網絡路由滿足帶寬、延時、延時抖動、丟包率約束條件時，f b、f d、f dj、f Pi的 取值皆為1，其他情況fb、fd、fdj、fPi的取值皆在(0，1)范圍內，費用約束和能量約束應當在滿 足帶寬、延時、延時抖動及丟包率約束的條件下取最小值；
[0061] (3)自供電模塊，用于向傳感器供能，其包括可在光照條件下向傳感器持續供能的 色素增感型光電池；
[0062]進一步地，所述鋼筋混凝土建筑物結構健康監測裝置還包括數據修正模塊和與信 號處理子模塊連接的電源檢測模塊；
[0063]所述數據修正模塊用于對傳感器采集的數據進行校正，校正后的數據送往監測中
心服務器，設置校正因子 其中To為當地平均溫度，T為傳感器采集數據 > 時的實時溫度，m為根據傳感器類型選擇的修正系數，設置m的取值在(0,0.05)范圍內，則 [0064] T彡To時，校正公式為：
[0066] T<To時，校正公式為：
[0068]其中，Y為由傳感器采集的一組數據，Yx為校正后數據；
[0069] 所述信號處理子模塊讀取電源檢測模塊檢測的傳感器網絡節點的電源信息，進而 將傳感器網絡節點的電源信息發送至所述監測中心服務器。
[0070] 進一步地，在采集數據前，采用TPSN算法來實現無線傳感器網絡的時鐘同步，具體 為在待同步節點處的本地時鐘加上時鐘偏差，完成節點的時鐘同步。
[0071] 本實施例加快了傳感器網絡節點的定位速度，設置在光照條件下向傳感器持續供 能的色素增感型光電池延長了監測裝置的使用壽命;傳感器網絡路由不滿足帶寬、延時、延 時抖動、丟包率約束條件，&;;』4 1的取值皆為0.2，監測成本相對降低了15%;根據傳 感器類型選擇的修正系數m取值為0.02，監測精度相對提高了3%。
[0072] 實施例3
[0073]參見圖1，本實施例一種鋼筋混凝土建筑物結構健康監測裝置，包括傳感器網絡節 點、局域網、監測中心服務器和短信報警模塊，所述傳感器網絡節點布置在被測部位并與監 測中心服務器通過局域網相連接，監測中心服務器通過網絡向遠程用戶提供數據服務或發 出預警信息，也可通過短信報警模塊發出預警短信，其特征是，所述傳感器網絡節點包括： [0074] (1)傳感器網絡定位模塊，用于獲取傳感器網絡節點自身位置信息，其包括依次連 接的任務驅動子模塊、定位子模塊和信號處理子模塊，所述任務驅動子模塊通過局域網與 監測中心服務器連接，任務驅動子模塊驅動定位子模塊獲取特定傳感器網絡節點的自身位 置信息，所述信號處理子模塊讀取所述特定傳感器網絡節點的自身位置信息后將自身位置 信息送至所述監測中心服務器;所述定位子模塊采用橢圓定位法進行定位，定位時設置傳 感器網絡節點的坐標為(x，y)，參考節點的坐標為(x n，yn)，n=A，B，C，D，以(XA，yA)作為第一 參考節點的坐標，以(Xm，ym)作為第二參考節點的坐標，定位方程為：
[0076]其中，m = B，C，D，dAm為傳感器網絡節點到第一參考節點、第二參考節點的距離和， 求解方程得到傳感器的位置；
[0077] (2)傳感器約束模塊，用于對傳感器的費用和能量進行約束，將傳感器網絡表示為 無向帶權連接圖1=0丄），1^表示網絡節點數兒表示雙向鏈路集，約束函數為：
[0079 ]其中，fb、fd、fdj、fPi分別為帶寬、延時、延時抖動、丟包率懲罰函數，A、B、C、D分別為 乜、〇汀私仇1的加權系數，[乙1狂0(1)+乙1^(3(11)]為費用約束，[乙1狂口（1)+乙&叩(11)]為能量 約束；
[0080] 當傳感器網絡路由滿足帶寬、延時、延時抖動、丟包率約束條件時，fb、fd、fdj、fPi的 取值皆為1，其他情況fb、fd、fdj、f Pi的取值皆在(0，1)范圍內，費用約束和能量約束應當在滿 足帶寬、延時、延時抖動及丟包率約束的條件下取最小值；
[0081] (3)自供電模塊，用于向傳感器供能，其包括可在光照條件下向傳感器持續供能的 色素增感型光電池；
[0082]進一步地，所述鋼筋混凝土建筑物結構健康監測裝置還包括數據修正模塊和與信 號處理子模塊連接的電源檢測模塊；
[0083]所述數據修正模塊用于對傳感器采集的數據進行校正，校正后的數據送往監測中 心服務器，設置校正因子
其中To為當地平均溫度，T為傳感器采集數據 時的實時溫度，m為根據傳感器類型選擇的修正系數，設置m的取值在(0,0.05)范圍內，則 [0084] T彡To時，校正公式為：
[0086] T<To時，校正公式為：
[0088]其中，Y為由傳感器采集的一組數據，Yx為校正后數據；
[0089] 所述信號處理子模塊讀取電源檢測模塊檢測的傳感器網絡節點的電源信息，進而 將傳感器網絡節點的電源信息發送至所述監測中心服務器。
[0090] 進一步地，在采集數據前，采用TPSN算法來實現無線傳感器網絡的時鐘同步，具體 為在待同步節點處的本地時鐘加上時鐘偏差，完成節點的時鐘同步。
[0091] 本實施例加快了傳感器網絡節點的定位速度，設置在光照條件下向傳感器持續供 能的色素增感型光電池延長了監測裝置的使用壽命;傳感器網絡路由不滿足帶寬、延時、延 時抖動、丟包率約束條件，5、〇、￡<^、仇 1的取值皆為0.4，監測成本相對降低了8%;根據傳感 器類型選擇的修正系數m取值為0.03，監測精度相對提高了5%。
[0092] 實施例4
[0093]參見圖1，本實施例一種鋼筋混凝土建筑物結構健康監測裝置，包括傳感器網絡節 點、局域網、監測中心服務器和短信報警模塊，所述傳感器網絡節點布置在被測部位并與監 測中心服務器通過局域網相連接，監測中心服務器通過網絡向遠程用戶提供數據服務或發 出預警信息，也可通過短信報警模塊發出預警短信，其特征是，所述傳感器網絡節點包括：
[0094] (1)傳感器網絡定位模塊，用于獲取傳感器網絡節點自身位置信息，其包括依次連 接的任務驅動子模塊、定位子模塊和信號處理子模塊，所述任務驅動子模塊通過局域網與 監測中心服務器連接，任務驅動子模塊驅動定位子模塊獲取特定傳感器網絡節點的自身位 置信息，所述信號處理子模塊讀取所述特定傳感器網絡節點的自身位置信息后將自身位置 信息送至所述監測中心服務器;所述定位子模塊采用橢圓定位法進行定位，定位時設置傳 感器網絡節點的坐標為(x，y)，參考節點的坐標為(x n，yn)，n=A，B，C，D，以(XA，yA)作為第一 參考節點的坐標，以（Xm，Ym)作為第二參考節點的坐標，定位方程為：
[0096]其中，m = B，C，D，dAm為傳感器網絡節點到第一參考節點、第二參考節點的距離和， 求解方程得到傳感器的位置；
[0097] (2)傳感器約束模塊，用于對傳感器的費用和能量進行約束，將傳感器網絡表示為 無向帶權連接圖1=0丄），1^表示網絡節點數兒表示雙向鏈路集，約束函數為：
[0099 ]其中，fb、fd、fdj、fPi分別為帶寬、延時、延時抖動、丟包率懲罰函數，A、B、C、D分別為 乜、〇汀私仇1的加權系數，[乙1狂0(1)+乙1^(3(11)]為費用約束，[乙1狂口（1)+乙&叩(11)]為能量 約束；
[0100] 當傳感器網絡路由滿足帶寬、延時、延時抖動、丟包率約束條件時，fb、fd、fdj、f Pi的 取值皆為1，其他情況fb、fd、fdj、fPi的取值皆在(0，1)范圍內，費用約束和能量約束應當在滿 足帶寬、延時、延時抖動及丟包率約束的條件下取最小值；
[0101] (3)自供電模塊，用于向傳感器供能，其包括可在光照條件下向傳感器持續供能的 色素增感型光電池；
[0102] 進一步地，所述鋼筋混凝土建筑物結構健康監測裝置還包括數據修正模塊和與信 號處理子模塊連接的電源檢測模塊；
[0103] 所述數據修正模塊用于對傳感器采集的數據進行校正，校正后的數據送往監測中 心服務器，設置校正因子
其中To為當地平均溫度，T為傳感器采集數據 時的實時溫度，m為根據傳感器類型選擇的修正系數，設置m的取值在(0,0.05)范圍內，則
[0104] T彡To時，校正公式為：
[0106] T<To時，校正公式為：
[0108] 其中，Y為由傳感器采集的一組數據，Yx為校正后數據；
[0109] 所述信號處理子模塊讀取電源檢測模塊檢測的傳感器網絡節點的電源信息，進而 將傳感器網絡節點的電源信息發送至所述監測中心服務器。
[0110] 進一步地，在采集數據前，采用TPSN算法來實現無線傳感器網絡的時鐘同步，具體 為在待同步節點處的本地時鐘加上時鐘偏差，完成節點的時鐘同步。
[0111] 本實施例加快了傳感器網絡節點的定位速度，設置在光照條件下向傳感器持續供 能的色素增感型光電池延長了監測裝置的使用壽命;傳感器網絡路由不滿足帶寬、延時、延 時抖動、丟包率約束條件，&;;』4 1的取值皆為0.6，監測成本相對降低了15%;根據傳 感器類型選擇的修正系數m取值為0.04，監測精度相對提高了4%。
[0112] 實施例5
[0113] 參見圖1，本實施例一種鋼筋混凝土建筑物結構健康監測裝置，包括傳感器網絡節 點、局域網、監測中心服務器和短信報警模塊，所述傳感器網絡節點布置在被測部位并與監 測中心服務器通過局域網相連接，監測中心服務器通過網絡向遠程用戶提供數據服務或發 出預警信息，也可通過短信報警模塊發出預警短信，其特征是，所述傳感器網絡節點包括： [0114] (1)傳感器網絡定位模塊，用于獲取傳感器網絡節點自身位置信息，其包括依次連 接的任務驅動子模塊、定位子模塊和信號處理子模塊，所述任務驅動子模塊通過局域網與 監測中心服務器連接，任務驅動子模塊驅動定位子模塊獲取特定傳感器網絡節點的自身位 置信息，所述信號處理子模塊讀取所述特定傳感器網絡節點的自身位置信息后將自身位置 信息送至所述監測中心服務器;所述定位子模塊采用橢圓定位法進行定位，定位時設置傳 感器網絡節點的坐標為(x，y)，參考節點的坐標為(x n，yn)，n=A，B，C，D，以(XA，yA)作為第一 參考節點的坐標，以(Xm，ym)作為第二參考節點的坐標，定位方程為：
[0116] 其中，m = B，C，D，dAm為傳感器網絡節點到第一參考節點、第二參考節點的距離和， 求解方程得到傳感器的位置；
[0117] (2)傳感器約束模塊，用于對傳感器的費用和能量進行約束，將傳感器網絡表示為 無向帶權連接圖1=0丄），1^表示網絡節點數兒表示雙向鏈路集，約束函數為：
[0119] 其中，fb、fd、fdj、fPi分別為帶寬、延時、延時抖動、丟包率懲罰函數，A、B、C、D分別為 乜、〇汀私仇1的加權系數，[乙1狂0(1)+乙 1^(3(11)]為費用約束，[乙1狂口（1)+乙&叩(11)]為能量 約束；
[0120] 當傳感器網絡路由滿足帶寬、延時、延時抖動、丟包率約束條件時，f b、f d、f dj、f Pi的 取值皆為1，其他情況fb、fd、fdj、fPi的取值皆在(0，1)范圍內，費用約束和能量約束應當在滿 足帶寬、延時、延時抖動及丟包率約束的條件下取最小值；
[0121] (3)自供電模塊，用于向傳感器供能，其包括可在光照條件下向傳感器持續供能的 色素增感型光電池；
[0122] 進一步地，所述鋼筋混凝土建筑物結構健康監測裝置還包括數據修正模塊和與信 號處理子模塊連接的電源檢測模塊；
[0123] 所述數據修正模塊用于對傳感器采集的數據進行校正，校正后的數據送往監測中 心服務器，設置校正因子
s其中To為當地平均溫度，T為傳感器采集數據 時的實時溫度，m為根據傳感器類型選擇的修正系數，設置m的取值在(0,0.05)范圍內，則
[0124] T彡To時，校正公式為：
[0126] T<To時，校正公式為：
[0128] 其中，Y為由傳感器采集的一組數據，Yx為校正后數據；
[0129] 所述信號處理子模塊讀取電源檢測模塊檢測的傳感器網絡節點的電源信息，進而 將傳感器網絡節點的電源信息發送至所述監測中心服務器。
[0130]進一步地，在采集數據前，采用TPSN算法來實現無線傳感器網絡的時鐘同步，具體 為在待同步節點處的本地時鐘加上時鐘偏差，完成節點的時鐘同步。
[0131]本實施例加快了傳感器網絡節點的定位速度，設置在光照條件下向傳感器持續供 能的色素增感型光電池延長了監測裝置的使用壽命;傳感器網絡路由不滿足帶寬、延時、延 時抖動、丟包率約束條件，&;;』4 1的取值皆為0.9，監測成本相對降低了12%;根據傳 感器類型選擇的修正系數m取值為0.04，監測精度相對提高了4%。
[0132]最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對本發明保 護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發明作了詳細地說明，本領域的普通技術人員應 當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的實 質和范圍。
【主權項】
1. 一種鋼筋混凝土建筑物結構健康監測裝置，包括傳感器網絡節點、局域網、監測中心 服務器和短信報警模塊，所述傳感器網絡節點布置在被測部位并與監測中心服務器通過局 域網相連接，監測中心服務器通過網絡向遠程用戶提供數據服務或發出預警信息，也可通 過短信報警模塊發出預警短信，其特征是，所述傳感器網絡節點包括： (1) 傳感器網絡定位模塊，用于獲取傳感器網絡節點自身位置信息，其包括依次連接的 任務驅動子模塊、定位子模塊和信號處理子模塊，所述任務驅動子模塊通過局域網與監測 中心服務器連接，任務驅動子模塊驅動定位子模塊獲取特定傳感器網絡節點的自身位置信 息，所述信號處理子模塊讀取所述特定傳感器網絡節點的自身位置信息后將自身位置信息 送至所述監測中心服務器;所述定位子模塊采用橢圓定位法進行定位，定位時設傳感器網 絡節點的坐標為(X，y)，參考節點的坐標為(x n，yn)，11=4,8，(：，0，以（14,74)作為第一參考節 點的坐標，以(Xm，ym)作為第二參考節點的坐標，定位方程為：其中，m=B，C，D，dto為傳感器網絡節點到第一參考節點、第二參考節點的距離和，求解 方程得到傳感器的位置； (2) 傳感器約束模塊，用于對傳感器的費用和能量進行約束，將傳感器網絡表示為無向 帶權連接圖1=0丄），1^表示網絡節點數兒表示雙向鏈路集，約束函數為：其中，&4<14(^、41分別為帶寬、延時、延時抖動、丟包率懲罰函數4、8、(：、0分別為&、 ；^、4山1的加權系數，[21郵（1) + 211挪(11)]為費用約束,[21_(1)+211_(11)]為能量約 束； 當傳感器網絡路由滿足帶寬、延時、延時抖動、丟包率約束條件時，f b、f d、f dj、f Ρι的取值 皆為1，其他情況fb、fd、fdj、fPi的取值皆在(0，1)范圍內，費用約束和能量約束應當在滿足帶 寬、延時、延時抖動及丟包率約束的條件下取最小值； (3) 自供電模塊，用于向傳感器供能，其包括可在光照條件下向傳感器持續供能的色素 增感型光電池。2. 根據權利要求1所述的一種鋼筋混凝土建筑物結構健康監測裝置，其特征是，還包括 數據修正模塊和與信號處理子模塊連接的電源檢測模塊； 所述數據修正模塊用于對傳感器采集的數據進行校正，校正后的數據送往監測中心服 務器，設置校正因3中To為當地平均溫度，T為傳感器采集數據時的 ， 1 Ill· C·;* 實時溫度，m為根據傳感器類型選擇的修正系數，設置m的取值在(0,0.05)范圍內，則 T彡Το時，校正公式為：Τ<Το時，校正公式為：其中，Y為由傳感器采集的一組數據，Υχ為校正后數據； 所述信號處理子模塊讀取電源檢測模塊檢測的傳感器網絡節點的電源信息，進而將傳 感器網絡節點的電源信息發送至所述監測中心服務器。3.根據權利要求1所述的一種鋼筋混凝土建筑物結構健康監測裝置，其特征是，在采集 數據前，采用TPSN算法來實現無線傳感器網絡的時鐘同步，具體為在待同步節點處的本地 時鐘加上時鐘偏差，完成節點的時鐘同步。
【文檔編號】H04W84/18GK105959340SQ201610225585
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月12日
【發明人】時建華
【申請人】時建華