基于物联网的光纤光栅传感器网络数据采集及处理研究

摘要

物联网技术是一种综合性技术，它包括了传感技术、无线通信技术、网络技术、嵌入式技术以及海量数据处理技术等诸多支撑技术。物联网技术的核心思想是利用传感技术采集现实环境中各个待测量的状态数据，将这些数据通过无线通信技术以及网络技术等进行传输，处于互联网中的服务器进行数据处理，从而实现自动控制、信息共享、决策支持等目的。在信息技术领域，物联网是当前的技术研究热点之一。物联网起源于上世纪末，目前在技术研究以及产业推广方面都尚处于发展的初期阶段，但其广阔的发展前景已经受到高度认可，成为各个发达国家在信息产业方面竞争的最重要的战略制高点。
　　 目前，物联网所涉及的应用领域已经较为广泛，例如：工农业生产管理与控制、医疗、环境监测、能源管理、安防、交通、教育等等。桥梁的健康监测也是物联网应用领域之一。我国在“十二五规划”中也将物联网作为重点规划之一，在上海、杭州、无锡、青岛等城市巨额投资建设物联网应用示范工程，致力于在积极的国家政策下推动物联网在我国快速发展。在欧美一些发达国家，某些大型桥梁管养系统已经采用了物联网技术来实现，获得了良好的应用效果。近年来我国的城市化建设十分迅速，各种水上桥梁的跨度大小、结构复杂度不断增加，长期有效的桥梁健康监测成为桥梁管养中亟待解决的关键问题之一。
　　 本文以武汉白沙洲大桥的健康监测系统为基础，讨论了物联网在桥梁健康监测中的实用性、有效性和先进性。本文主要从数据采集、数据处理以及数据传输等三个方面进行阐述。在数据采集方面，武汉白沙洲大桥的健康监测系统采用了先进的光纤光栅传感技术监测桥梁数据，实现了数据的高速实时采集；在数据存储方面，改进了SQLite3数据库引擎，实现了数据有效存储与检索；在数据访问方面，采用了双机热备服务器系统，实现了数据高速处理并提供数据访问和数据共享服务；同时，采用三维重建技术实现桥梁的三维模型，提供了更加直观高效的人机交互方式。该系统应用物联网技术实现了长期有效的桥梁健康监测，实践证明，该系统取得了良好的应用效果。随着物联网的不断发展，未来的桥梁健康监测领域必将广泛使用物联网技术。