基于智能移动终端的土木结构集群云监测探索研究

摘要

自然灾害造成的灾难是触目惊心的，对房屋建筑和桥梁结构都产生了巨大的威胁，造成了巨大的经济损失，并威胁着人类的生命安全。但是自然灾害是无法避免的，所以为了减少经济损失和保护人类的生命安全，需要建立完善的结构健康监测系统，对结构性能进行健康监测，及时发现结构损伤，对可能出现的灾害进行预测，并评估结构安全性。
　　目前，结构健康监测系统已取得了比较完善的发展，在土木工程结构，尤其是桥梁结构中得到了飞速的发展，但目前只在一些特定大型结构上使用，并没有面向大众的监测方式，为了更加方便快速的实现结构健康监测，本文提出云监测的概念，并在此基础上进行了一系列的探索研究。主要工作如下:
　　1.提出面向土木工程结构云监测的概念，并进行了详细阐述。选择智能手机作为云监测终端和控制中心，以此初步实现云监测的基本功能。结合当今智能手机的发展状况以及常用手机的参数以及其内置传感器的传感性能，论证了智能手机作为云监测智能终端的可行性。
　　2.在iphone4s的IOS平台上开发了一套云监测软件系统，包括数据采集程序、指令控制程序以及网络存储程序。实现对GPS信息、加速度、倾角等监测信息的监测。
　　3.将该云监测系统应用到桥梁索力监测中，分别在实验室的索模型、大连华录桥、哈尔滨四方台大桥上进行了实验验证，采用智能手机加速度采集系统与压电式加速度传感器和力平衡式加速度传感器的结果进行对比分析，结果表明本论文研发的移动智能终端能够准确测量拉索索力。
　　4.为了拓展移动智能终端的可监测参数，以及针对目前位移监测困难之现状。研究了基于激光图像识别原理的动态位移监测技术，开展了静态、动态对比试验，并进行了二层框架的动态位移试验。试验结果证实了使用摄像功能进行位移监测的可行性，为后续的研究奠定了基础。且该方法成本低廉，利于将来的应用推广。