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无线数传在桥梁检测中传感器信号的采集方案

E840-DTU(4G02)对桥梁检测中传感器信号的远程采集


前言

桥梁是公路重要组成部分,用于跨越山涧、不良地质或满足其他交通需要而架设的使通行更加便捷的建筑物。我国多山地,本就有着数量众多的桥梁;加之随着城市化进程的推进,大量人口涌入城市,为了解决城市的拥堵问题,又建有大量的高架桥、立交桥。可以说桥梁对现代交通的影响力越来越大,那么桥梁安全也显得至关重要了。如此数量庞大的桥梁,如果单单依靠人力,那么桥梁安全检测、维护,将花费大量的人力物力。随着科技的发展,为了相应桥梁检测的需要,发明了一大批桥梁检测设备。使用传感器检测出桥梁的物理参数;然后通过数据传输模块上传到服务器,负责桥梁安全的相关人员只需要在远端分析数据,就能实时分析桥梁的使用状况。这大大降低了成本,提高了工作效率,保障了交通的安全。
    成都亿百特电子科技澳洲幸运5,致力于无线数传领域多年,能提供客户多个远程数据采集的方案,E840-DTU(4G02)就是各方面性能优越的一款,既能满足桥梁检测中传感器信息远程的采集,又大大降低桥梁检测中传感器信息远程采集的成本。

综述

桥梁检测是利用传感器感受被测物体的物理量信号,并将感受到的信号,按一定的规律转换为电信号输出;然后使用自动采集装置采集传感器的电信号,并使用无线数据传输模块将数据上传到远端服务器上,以满足信息的处理、存储、显示、记录、分析和控制。

在进行桥梁检测的时候,常常进行检测应力、变位、裂缝、温湿度、加速度等检测,通过检测到的参数澳洲幸运5就可以了解到桥梁的实时使用情况,并能对各种异常情况做出应对。这里澳洲幸运5就对应力的检测做一个简单的说明。常用的应力测量传感器有:力传感器、钢筋应力器、弓形应变传感器、电阻式位移传感器等。下图就是应力检测的结构图。

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应力检测传感器:将桥梁的物理应力,转换电信号,输出的电信号有模拟电子信号和数据电子信号两种,具体有传感器决定。可以选择埋入式混泥土应变器,效果比较好,缺点是安装和维护麻烦;也可以使用土压力盒,安装简单、快速,缺点就是检测到的参数不够准确,但是有大致能反应出桥梁的应力状况;也可以使用单点沉降计等其他的应力检测传感器。

数据采集装置:将传感器输出的电信号收集起来,并使用RS232/485等接口将收集的信号通过无线数据传输模块,上传到远程的服务器。传感器输出的电信号,分为模拟电子信号和数据电子信息,要根据不同传感器选择合适的数据采集装置。亿百特电子科技澳洲幸运5的E820-DTU可以收集模拟电子信号,而E830-DTU可以收集数字电子信号,可供选择。

无线数据传输装置:数据采集完成后,使用无线数据传输装置上传到远端服务器,就可以在远程实时了解桥梁的使用状况了,能大大节省人力物力,提供工作效率。市场上无线数传传输装置方案很多,例如wifi、ZigBee等短距离无线传输方案,并太不适合;而成都亿百特电子科技澳洲幸运5的E840-DTU(4G-02)采用4G网络,远距离、广覆盖、多频段,产品稳定可靠。

下面澳洲幸运5就对它做一个简单的介绍
E840-DTU(4G-02)是为实现串口设备与网络服务器,通过网络相互传输数据而开发的产品,该产品是一款带分集接收功能的LTE-FDD/LTE-TDD/WCDMA/TD-SCDMA/CDMA/GSM 无线通信数传电台,支持 LTE-FDD,LTE-TDD,DC-HSDPA,HSPA+,HSDPA,HSUPA, WCDMA, TD-SCDMA,CDMA, EDGE 和 GPRS 网络数据连接, 通过简单的 AT 指令进行设置,即可轻松使用本产品实现串口到网络的双向数据透明传输。

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产品功能:

A:  能够满足几乎所有 M2M 应用需求

B:  支持数据透明传输,支持TCP、UDP 网络协议,支持心跳包、注册包功能;

C:  支持 230400 串口波特率及以下,设备到网络服务器的双向连传;

D:  支持串口超大缓存功能,与服务器未建立连接前串口数据可缓存到本地;

E:  支持短信收发、短信远程查询/配置设备参数;

F:  支持多路 Socket 链路同时收发;

G:  支持 Modbus RTU 与 Modbus TCP 自动相互转换;

H:  LTE-FDD:最大下行速率  150Mbps,最大上行速率  50Mbps,LTE-TDD:最大下行速率  --130Mbps,最大上行速率  35Mbps;

I:  支持MQTT协议,设备可以接入阿里云、oneNET、百度云、支持标准MQTT协议的所有物联网平台;

J:  支持网络AT指令,可以通过网络,远程配置设备;


引力检测采集过程

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设备安装

通过上面的分析需要的设备,主要包括应力检测传感器,数据采集装置、无线数据传输装置三种,分别将三种设备安装好。在安装的要注意如果使用埋入式混泥土应变器,安装会麻烦一点,要破开桥梁的混疑土再埋入,所以要找好安装位置,避免对桥梁造成损坏。这种传感器的安装一般都是桥梁修建的时候就安装好了,而已经修建好的桥梁一般都采用压力盒,安装到桥梁下面固定好,和数据采集装置连接起来,再将数据采集装置通过RS232/485连线连接起来即可。如果使用亿百特E840-DTU(4G-02)进行数据传输的话,在安装前要记得先进行配置,配置过程如下。

E840-DTU(4G-02)配置

在数据采集之前要对E840-DTU(4G-02)配置进行配置,主要是波特率、数据传输模式、服务器IP及端口。

配置方法:
1)DTU接上电源和天线、插入4GSIM卡、用RS232线和电脑连接起来;
2)配置的时候有两种方法:可以使用亿佰特特供的E840-DTU的配置工具(官网可以下载)进行配置;也可以使用串口调试工具进行配置,如xcom(官网可以下载)。这里使用E840-DTU的配置工具进行配置。启动配置工具,选择串口,波特率默认为115200、None、8、1,打开后,点击左上角的进行配置状态按钮进入配置状态。

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工作模式选择:采集的数据单帧小于1024选择网络透传模

式并设置好服务器IP和端口,采集的数据大于1024选择高速连传模式,如果需要将数据上传到阿里云、百度云、oneNET物联网平台选择MQTT模式,详细操作可以参考E840-DTU(4G-02)产品使用手册。


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设置好之后,点击保存所有参数按键,然后在点击重启按钮,重启之后配置即可生效。

DTU配置好之后,使用RS232/485将数据采集装置和DTU连接起来,分别接上电源工作起来即可,注意观察DTU的NET是否亮起来,如果NET正常亮起来,表示DTU接入服务器。


数据采集

数据采集装置收集引力检测传感器检的数据,然后通过E840-DTU(4G-02)将数据上传到指定的服务器,通过上传的服务器的数据就可以实时的了解桥梁的情况。下面就是DTU上传到服务器的应力检测传感器检测的数据。

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E840-DTU(4G-02)还具有远程控制的功能,在服务端除了被动查看桥梁的引力状况外,还可以发送指令去主动检测桥梁的应力,也可以远程对DTU参数进行配置。