大型建筑设施物联网应用的探索

经过近30年的发展,我国桥梁健康监测系统研究与应用取得了可喜的进步,越来越多的大型桥梁开展自动化监测系统建设工作.然而目前部分监测系统均存在着重硬件、重单体、监测精度低等问题.本文结合国内外研究现状,在现有监测体系的基础上,构建了多因子、多维度桥梁健康监测体系,并提出了一种结合5G网络技术的集自动监测、巡检、养护、管理、预警和决策指挥于一体的桥梁健康系统,实现桥梁振动、位移、山体滑坡和地震等突发事件的实时报警,提供专家库一键式解决方案.     

潮滩冲淤监测方法与实时监测系统设计

分析了潮滩冲淤监测的几种常见方法,其中标志桩法、SET 和RSET法、沉降板法、人工示踪砂法、PEEP和PEEP-3T法、ALTUS 和ADV法等主要测量某点或某断面上的冲淤量,3S技术结合地形图或海图实现了大范围潮滩面上的冲淤变化测量.借鉴海洋、海岸实时监测系统的原理和实践经验,提出了潮滩冲淤实时监测系统的设计方案,该系统数据采集子系统包括潮滩高程、景观图像、地物光谱、气象和水动力等因子的数据综合采集,数据通过网络连接传输到实验室,以实现地貌变化和驱动因素的同步获得和综合分析,并通过地物光谱信息获取,为遥感数据解译提供基础资料.     

山东省地名地址采集系统设计与实现

针对当前地名地址数据采集规范不统一、采集效率低、采集效果不理想、数据质量低等问题,该文探索了一种基于移动GIS技术的地名地址数据采集和更新方法,设计了以任务为核心的数据下发和下载、采集和更新、内业核查和数据质检等内容的内外业一体化流程,建立了以道路为基准的数据采集和更新模式,通过位置比对、影像分析、照片匹配、实地核查等技术建立了多维度、多层次的数据质检方式,基于"天地图·山东"地图API开发了地名地址采集系统,实现了地名地址数据的快速采集和更新,有效提高了地名地址数据采集的效率和质量,推进了"天地图·山东"省市县数据一体化和联动更新工作。     

地名地址数据快速采集方法的应用创新—以诸城市为例

地名地址数据库作为地名地址数据与地理空间信息挂接的媒介与桥梁,是构成智慧城市地理空间框架不可或缺的组成部分。该文详细对比分析了传统地名地址数据采集方法与RTK+数码相机地名地址数据采集方法的特点。利用RTK+数码相机,在诸城市进行地名地址数据采集,并基于ArcGIS开发一套连接测点和数码相片的"一键关联工具",实现数码相片的影像信息与RTK测点坐标信息关联,为地名地址数据属性编辑服务。为智慧城市建设中的数据采集提供了新的思路,大大减少了地名地址数据采集的工作量,有效提升了地名地址数据的质量,为智慧城市数据库的建立和数据更新提供稳定的数据供应,为其他的外业数据采集项目提供了新的可能性。     

基于工业通讯和云主机的地下水监测系统设计

当前,高速发展的物联网和云计算技术为工业、农业、生活等多方面带来了革命性升级。该文设计的地下水监测系统可利用工业通讯技术自动采集传感器中的数据,形成基于OPC规范的数据集,并被云主机的组态软件引用和记录,实现地下水信息存储至服务器的功能。该系统对数据采集和传输技术进行了优化升级,极大提高单服务器控制的监测点数量,具备实现大规模动态监测的能力,以满足对地下水环境信息数据的需求。     

基于物联网的心音监测系统的设计与实现

针对行动不便或有长期监测需求的心血管疾病患者,研发了一套远程心音信号监测系统,在家中患者可以实现心脏状况的检测。系统由心音信号采集器、智能手机和远端监护计算机构成。心音信号经过心音信号采集器处理后,通过电信网络传送到医护中心的监护计算机上。借助于Visual C++6.0开发平台,系统实现了患者数据管理,对心音信号进行希尔伯特黄变换方法的去噪处理,对不正常心音情况进行疾病报警。系统成本低、安全无创,监护软件能够采集、处理、显示、存储、分析心音信号,文中通过对13例心音数据进行处理,验证了系统的有效性和可行性。     

浅层地热能开发利用地质环境影响与监测系统建设研究

浅层地热能的开发利用能取得的环境、社会和经济效益显著,已被社会广泛认可。但它的开发利用是通过热泵系统,从地质体中汲取地温资源与建筑物间进行能量交换,必然打破地质环境的自然生态平衡。该文分析了地源热泵工程对岩土体和地下水的温度、地下水水位、水质、微生物生存环境等产生的影响。介绍了地质环境监测系统建设内容,包括前端数据采集系统、数据传输系统和控制系统,重点介绍了地埋管和地下水2种不同换热方式热泵工程各自前端数据采集系统中地质环境监测点(孔)平面布置位置和数量、垂向上监测仪器的深度和间隔距离、主要的监测项目、监测精度、频率要求,以及利用监测数据可进行分析的内容等。     

桥梁变形监测数据小波去噪与Kalman滤波研究

针对跨海大桥三维变形监测问题,实施了测量机器人与三维激光扫描仪测量方案,二者三维监测数据最大较差不超过0.5 mm,而且测量机器人监测数据精度高,说明三维激光扫描技术应用于桥梁变形监测是可行的。根据小波分析与Kalman滤波理论,建立小波去噪后的桥梁变形监测Kalman滤波模型。实验表明,经过小波去噪的监测数据再进行Kalman滤波处理,提高了桥梁变形预测与变形分析的可靠性。通过标准Kalman滤波、自适应Kalman滤波桥梁变形观测数据处理,及平方和误差、均方误差、平均相对误差精度分析知,自适应Kalman滤波要优于标准Kalman滤波方法。     

基于ARM和SD卡的微动数据采集系统数据存储技术研究

为满足微动数据采集系统的大数据量、低功耗要求，用SD卡存储微动数据采集系统采集得到的数据。阐述如何实现SD卡在以三星ARM9-s3c2410为硬件平台、Linux操作系统为软件平台的微动数据采集系统中的存储功能。     

FAST电磁波宁静区遥感监测系统研究

为提升FAST(Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope)电磁波宁静区的无电线设施遥感监测效率,采用VMware15.0部署私有云环境,以ArcSDE10.1和Oracle建立FAST电磁波宁静区生态环境空间数据库,结合ArcGIS Server10.1支持的REST服务,以C#语言结合ArcGIS Engine10.1、ENVI/IDL及DevExpress插件进行混合编程,构建了FAST电磁波宁静区遥感监测系统.系统主要包括影像处理、干扰源识别、生态环境监测、空间分析、地表变化检测、制图输出等模块,实现了FAST电磁波宁静区空间数据的分布式存储、规范化管理、快速监测及拓展应用,有效解决了FAST电磁波宁静区监测海量时空数据存储、干扰源自动识别、监测可视化表达等关键问题,促进FAST电磁波宁静区遥感监测工作的高效开展.     

滑坡监测远程无线数据传输系统研制

利用先进的监测仪器和现代无线通讯技术,开发了一套可以对滑坡灾害进行自动实时监控的监测系统。安置在监测点现场的数据交换仪与各种监测仪器相连接,读取仪器信号、转换信号类型、存储数据;室内设一控制中心,借助覆盖范围广的移动通讯网络,对现场数据交换仪进行控制,实现数据回送、数据删除、监测模式设定、预警信号发送等作业;对监测数据进行分析处理,供研究人员使用。现场设备可由太阳能供电,适合偏远地区使用。通过室内模拟实验,该系统功能稳定,数据传输及时准确。     

贴近摄影测量在文物保护中的运用 ——以广西宁明花山岩画为例

文章以广西宁明花山岩画为例,基于贴近摄影测量技术来实现户外大型文物数字化,解决大型户外诸如佛窟、岩画、雕塑、古代建筑等文物高精度、三维数字化的难题,为贴近摄影测量应用于地质灾害、建筑、应急指挥、桥梁监测、智慧矿山、水利水工监测等提供参考。     

济宁城区地面沉降监测系统设计与施工技术

结合济宁城区地面沉降实际情况,在充分考虑实时监测、精细监测和应急统测需求的基础上,设计了包含监测站、水准监测网以及GNSS监测网在内的地面沉降监测系统。提出了地面沉降多功能一体化监测站建设方案,将数据中心、监测标组、地下水监测、GNSS连续运行(基岩)基准站、科普宣传、安防等功能进行综合配套建设,可以在场地、设备、电力网络和基础设施等方面实现共享利用,大大提高了地面沉降监测设施的利用效率。监测标组包含基岩标、分层标、水位观测孔、孔隙水压力观测孔以及数据采集设备。为了便于数据的采集、接收、存储、处理和展示,以"数据中心+监测站"模式,在服务器上建立综合性地面沉降监测管理系统。充分利用监测设施实物、宣传片、展板等开展地面沉降防治科普宣传教育活动。在济宁城区范围内,利用水准点和GNSS监测点,构建地面沉降监测网络。     

露天煤矿边坡滑移变形监测

文章主要分析了露天煤矿边坡滑移变形的影响因素与监测方法设计原则,着重论述了强化边坡滑移变形监测的有效措施。加强滑移变形监测有利于掌握边坡地表的变形特点与趋势,提高了露天煤矿生产的安全性与可靠性。通过对边坡滑移变形监测的深入研究,能科学有效地预测边坡变形,减少安全事故的发生几率,提高露天煤矿企业的经济竞争力与社会竞争力,从而促进企业向着更好的方向发展。     

基于LTE Cat-1的无线静力水准仪系统设计

为解决工程中建筑结构不均匀沉降的监测问题,以连通器作为基本理论,使用嵌入式实时操作系统（FreeRTOS）,设计一种基于LTE Cat-1的无线静力水准仪系统。系统分为数据采集终端、数据基站和客户端3个部分,其中数据采集终端主要由压强传感器、ZigBee终端及Cortex-M3微控制器等组成,利用ZigBee终端建立多个数据采集节点;数据基站由ZigBee协调器、Cortex-M3微控制器、Wi-Fi模块及LTE Cat-1等组成,ZigBee协调器收集多个终端的数据,用户可通过PC端或移动端连接设备Wi-Fi对数据进行现场查看,LTE Cat-1模块将数据上传至服务器;客户端主要是针对质检中心或从事市政工程行业的人员设计的,方便查看现场监测结果。现场测试结果表明,该系统能够完成沉降数据的采集与稳定上传,测量精度达到mm级。     

基于STM32F107的强震数据采集传输系统设计

针对我国城市地震烈度速报系统需要大量布置地震数据采集点的实际情况,提出以ARM作为微处理器,控制模数转换芯片转换由MEMS加速度计采集的振动信号,并通过以太网进行数据传输的强震动数据采集方案,获得的信号符合地震观测数据采集相关要求。     

地理省情监测变化统计分析系统的设计与实现——以山东省为例

地理省情监测成果是国家重要的数据资源,对其变化内容进行统计分析,是掌握地表自然和人文地理要素变化的基础。伴随山东省地理省情监测工作的不断深入,目前山东省已积累了大量地理省情监测数据。为实现山东省地理省情监测数据的有效管理及科学利用,并综合考虑山东省省级地理信息时空大数据中心的相关要求。该文基于共享文件系统的分布式存储,利用空间统计、任务并行等技术模型,设计了地理省情监测变化统计分析系统,通过对比监测区域内多时态、多版本、多年份数据,发现不同版本数据之间的差异,实现对地理省情数据要素级、地类级变化情况的监测。该文从系统总体设计、关键技术等方面阐述了地理省情监测变化统计分析系统的设计与实现情况。     

基于以太网的高精度温湿度智能传感器的设计

通过分析气象数据采集系统的功能需求,确定高精度温湿度智能传感系统总体设计方案,介绍系统的软硬件设计与实现。系统以低功耗LPCI768为主控芯片,配合低功耗、16位串行模数转换芯片AD7792以及低功耗、物理层收发器KSZ8041NL等实现基于以太网的高精度测量、自动采集和实时处理等功能,与现有气象数据采集器相比,具有体积小、功耗低、组网灵活和测量精度高等特点。实验结果表明,高精度智能传感器工作稳定,绝对测量误差在0．06℃内。     

以版本控制的遥感解译目标数据集管理系统

 为解决卫星监测目标解译过程中"长事务处理"及多用户编辑带来的问题,实现对监测目标多个时刻状态的有效存储与管理,支撑卫星监测任务。首先,分析了ArcSDE的版本控制原理,研究其在卫星监测目标管理中的应用可行性;其次,在对卫星监测目标管理及任务需求分析的基础上,设计出基于ArcSDE版本技术的卫星监测目标存储、管理平台框架,主要包括目标解译过程中各解译版本对比、历史回溯及冲突协调处理等核心功能模块,实现对卫星监测目标各解译结果之间的访问查看、对比及目标历史状态的再现;最后,利用ArcGIS Engine进行二次开发,通过对系统主要功能的实现与验证表明,系统能有效提供卫星监测目标历史重构、跟踪分布等支撑。     

基于PCA及提升小波组合算法提取建筑物结构振动信号

针对监测结果受测量噪声和多路径等GPS误差影响的问题,提出基于PCA及提升小波的组合算法来提取建筑物结构振动信号。利用PCA空间滤波分离区域站点相关的共模误差,然后利用提升小波变换对振动信号进行降噪,用于提取结构振动信号。以香港某高楼在台风荷载作用下的观测数据为例进行实验,结果表明,此算法有效提高了变形监测的精度。