基于互联网短信网关的红枫湖大桥桥梁健康监测系统的研究

论文摘要

桥梁远程监测是通过有线或无线通信方式实现桥梁状态实时远程监测的方法,它改变了传统的以人工为主的监测手段,大大提高了桥梁监测的自动化程度,提高了对桥梁结构损坏和突发事件的反应速度,节约人力物力,是国内外的热点研究领域。随着互联网技术的不断发展,利用互联网短信网关平台来实现数据的远程传输越来越成为一种非常便捷的信息传递手段,即是通过短消息来传送采集实时数据来实现桥梁状态的远程实时监测。完整的监测系统组成:由数据采集、数据传输和数据处理三部份组成。数据采集部分负责收集传感器上的状态信息并将这些信息按照一定的格式传送给工控机;数据传输部分将传感器传上来的数据信息按照CMPP协议通过移动通信网络传送给远端控制中心的服务器;数据分析处理部分由系统数据库配合相应的数据分析处理软件来完成数据的最终汇总、分析以及做出相应的决策响应。本文在详细分析了桥梁结构特点并结合本领域的研究发展现状的基础上,给出了完整的系统软硬件构成以及设计过程,分别对服务器端和客户端的程序运行情况进行了详细描述,并给出了实验条件下的程序运行结果,分析了出现问题的可能原因和改进方法。本系统完成的主要工作有:(1)详细分析了桥梁结构特点,在分析影响桥梁安全的主要因素的基础上,提出了利用移动通信网络实现桥梁远程健康监测系统的设计思路、系统组成、以及应着重解决地问题;(2)使用Visual C#语言完成了系统中客户端、服务器端应用程序设计。其中包括数据采集部分中的串行口通信程序设计和Client/Server模式下的远程数据传输程序设计。桥梁空间结构巨大,约束点多,结构变形复杂,对于它的健康监测涉及到建筑学、力学、通信、数据融合、模态识别、误差分析等多学科、多领域的知识,具有相当大的难度,是涉及多学科、多领域的前沿科学,该领域中还有许多问题值得我们去研究和探讨。

论文目录

• 目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 课题来源
• 1.2 大型桥梁健康远程监测的目的与意义
• 1.3 国内外桥梁健康监测的研究现状与发展
• 1.4 远程监测系统
• 1.4.1 桥梁结构特点及系统要求
• 1.4.2 总体系统构成
• 1.4.3 远程数据传输部分
• 1.4.4 数据处理部分
• 1.5 论文的研究背景
• 1.6 论文的主要结构
• 第2章 红枫湖大桥监测系统的框架设计及实时数据采集
• 2.1 贵州红枫湖大桥概况
• 2.1.1 总体布置
• 2.1.2 主桥主梁
• 2.1.3 斜拉索的布置
• 2.2 红枫湖大桥健康监测系统的构成及内容
• 2.2.1 红枫湖大桥桥梁健康监测系统的构成
• 2.2.2 红枫湖大桥桥梁健康监测内容
• 2.3 红枫湖大桥桥梁健康监测系统的软件设计
• 2.4 系统的建设过程
• 2.5 实时数据采集
• 2.5.1 需求分析
• 2.5.2 系统的组成
• 2.5.3 设计原理
• 2.5.4 流程框图
• 2.5.5 监测系统实现的其它要素
• 2.6 系统当前的运行状况
• 2.7 本章小结
• 第3章 移动短消息及短信网关
• 3.1 短消息介绍
• 3.2 短消息收发过程
• 3.2.1 点对点收发
• 3.2.2 通过网关收发
• 3.3 短消息安全
• 3.4 短信网关的引入及相关术语
• 3.5 网关网络结构
• 3.6 本章小结
• 第4章 用短信方式实时传输大桥信息系统的设计与实现
• 4.1 CMPP协议
• 4.2 CMPP通信工作方式
• 4.4 CMPP功能
• 4.5 实时数据传输系统的设计与实现
• 4.5.1 Socket概述
• 4.5.2 Visua1 C#中操作Socket
• 4.5.3 协议数据单元（PDU）
• 4.5.4 串口及串口编程
• 4.5.5 AT指令简介
• 4.5.6 短信传输系统界面及部分源代码
• 4.6 本章小结
• 第5章 全文总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录