基于ZigBee的高大支模无线监测系统开发与应用

发布时间：2020-05-10 15:13

【摘要】：随着经济的快速发展,人们对于建筑结构的要求不仅仅局限于功能性,对建筑的美观要求也越来越高。各种标志性大型建筑如机场,金融中心大楼等的设计越来越美观,为了实现这些需求,工程中大量使用大跨度、重荷载、高净空混凝土结构,对模板支撑结构安全性提出了更高要求,高大支模体系的安全在施工安全中占有重要比重。近些年高大支模安全事故频频发生,给社会造成重大人员伤亡和经济损失。现有的高大支模监测手段不能满足监测需求,开发出更安全有效的监测系统以保障高大支模项目的施工安全,成为当前高大支模领域的重要研究课题之一。本文以ZigBee无线传感器网络为基础,结合互联网相关技术,搭建自动化监测系统,根据实际的监测需求,选用相应传感器,并以其为例,描述对应的采集指令如何开发。开发出相应服务端程序,用于数据采集的自动化执行。为便于查看数据,开发数据可视化界面,包括曲线图的绘制等,便于查看数据。将程序部署在阿里云服务器,可以通过Internet直接访问监测系统。在实际项目案例中,使用监测系统,检测其可靠性和易用性等。本文所做的主要工作有:(1)详细介绍了ZigBee技术以及Z-Stack协议,与其他技术对比,解释为什么使用ZigBee技术。将传感器和无线模块终端连接起来,使数据可以通过ZigBee网络传输,再通过GPRS技术将ZigBee网络与Internet连接起来。并根据实际需求实现终端节点的低功耗和网络数据的透传。(2)根据传感器的通信协议,开发出数据采集功能,设计合适的数据结构存储数据,后台逻辑使用nodejs开发,使用Echarts和Vue开发展示界面,并将其部署在阿里云服务器上。(3)将监测系统应用在实际案例中,对监测系统进行功能测试与改进。实验结果显示,数据具有实时性,精度满足要求,软件运行稳定,能够实时显示监测数据。具有较高的自动化程度,界面展示直观,方便用户使用。
【图文】：

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力进行监测等；方便对支模内部进行监测，直接将传感器安装在待监测点；监测频率设定自由，可以在线设置监测时间，监测频率最高可以达到 5s 以内；界面展示丰富灵活，可以根据需要自定义界面，可以通过手机查看实时数据。无线监测技术在建筑工程中的运用可以让工作人员直接获取施工工地上的信息，在确保信息准确及时的同时，减少施工人员的工作量[25]。高大支模实时监测系统已经有很多公司开发并应用在工程实例中了，大部分监测系统配套有相应的硬件设备，且整体方案相似度较高；比较著名的有广州建科院研发的模板支撑体系监测软件及云平台等，相比于本文搭建的监测系统，原理大同小异，主要区别在于建科院的系统中间多了一个监测仪进行采集指令的发送，，其优势在于通过检测仪在偏远没有 GPRS 网络信号的地方也可以采集数据进行检查；本文搭建的系统采集指令是由服务器生成和发送的，指令的发送和数据的采集依赖 GPRS 网络，但更加灵活，功能拓展更加方便，所有的操作可以通过远程实现。

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五邑大学硕士学位论文针对高大支模的安全监测，开发了一套监测系统，并将其进行现容如下：据高大支模监测的特点和监测参数，通过比较技术优缺点，选设备；析高大支模中需要监测的数据，利用互联网中快速发展的技术一套高性能、短延迟的监测软件和展示平台；系统布置到现场监测项目中，测试监测系统的可靠性、稳定性，并结合项目对系统不合理的设计进行改进，使之更好的为工作人
【学位授予单位】：五邑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU755.2

【参考文献】