基桩动测实时数据传输系统设计和实现

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1、基桩动测实时数据传输系统设计和实现　　摘要：在基桩检测领域，越来越多的地区开始把检测数据实时传输作为监督检测质量的一种手段，因此，传输系统的设计则成为该手段实施的关键技术。为了实现这一监督方式，设计并实现了一种基于基桩动测仪的数据实时传输系统。检测现场部分将现有BETC?C6A基桩动测仪改进，使其具有无线发送功能，通过彩信的方式将检测数据文件直接上传到数据中心PC；数据中心PC配有用于接收彩信的数据接收节点，由PC机软件系统控制彩信的接收、下载以及用户数据文件的维护。关键词：彩信；GPRS；基桩动测仪；数据传输中图分

2、类号：TN919.6?34文献标识码：A文章编号：1004?373X（2013）11?0050?030引言目前，国内在建筑施工、建材检测等领域已有不少地市开始尝试检测数据的实时传输[1?2]，但是这些应用都基于现有以太网络，存在现场布线困难、维护成本高、位置固定随时调整困难等缺点。9基桩检测作为建筑检测领域中的重要环节，数据的实时传输不可避免，今后实时数据传输可能作为一种基本功能也将出现在基桩检测仪器当中。本文设计并实现了基于基桩动测仪BETC?C6A的检测数据实时上传系统，采用GPRS无线网络，将现场采集的数据文件

3、以彩信附件的形式直接上传到数据中心。该系统主要由具有彩信发送功能的基桩动测仪、数据接收节点以及位于数据中心的数据接收管理软件等部分组成。1系统组成基桩检测现场环境往往比较恶劣，不具有铺设网络电缆进行传输的条件，而且基桩检测时针对某桩的检测时间往往也就几分钟到十几分钟的时间，检测完毕后需移至另一处，因此无线技术是基桩检测现场实时上传技术最佳选择。数据实时上传系统结构示意图如图1所示，该系统可分为：在检测现场的基桩动测仪以及远端的数据中心。（1）检测现场基桩动测仪需具有远程无线发送功能。为此，需对现有中国建筑科学研究院研

4、发的BETC?C6A基桩动测仪进行升级，增加彩信模块使其具有数据远程传输功能。这样就需要设计内嵌入基桩动测仪的彩信模块，同时需要在现有动测仪软件平台的基础上编写文件发送软件；（2）数据中心需要有用于接收彩信的无线数据接收节点（BETC?RF），同时设计数据中心用于接收以及管理彩信的软件系统。2检测现场部分设计2.1BETC?C6A基桩动测仪9BETC?C6A基桩动测仪（见图2）是中国建筑科学研究院新一代产品，其分析系统集高﹑低应变动测于一体，用于检测判定基桩的轴向抗压承载力和桩身结构完整性，监测打桩拉压应力及工艺参数

5、。系统功能和硬件指标符合行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106?2003和建筑工业产品标准《基桩动测仪》JGJ/T3055?1999。独创的高应变自由落锤安装加速度计的测力方式（已获得国家发明专利，专利号：200710122947X），极大提高了采集信号的准确性和真实性，降低了现场劳动强度，使检测效率提高3倍以上[3]。2.2用于BETC?C6A的彩信模块现代通信技术的发展使得有多种形式（短信、彩信、3G等）可以实现数据的实时无线传输，针对不同的应用环境可以使用不同的传输方式。如竖向抗压静载实验根据规范要求：每

6、级荷载施加后按5min，15min，30min，45min，60min测读，以后每隔30min测读一次[4]。该实验数据量相对较少、采样时间间隔长，故可以采用短信的方式。3G方式适合大量数据连续采集而且数据中心要求的实时性强（如振动实时监测），然而这就要求数据中心具有固定IP地址或者域名。低、高应变等仪器一般都会有几KB到几十KB不等的数据文件生成，而且数据中心实时性要求不强，故可以采用彩信的方式。9为了使得BETC?C6A具有无线数据传输功能，设计了嵌入基桩动测仪内部的彩信模块。本设计使用了Quectel公司出品的

7、M20模块，其内嵌有强大的彩信协议，可以通过AT指令对其进行控制从而发送彩信。基桩动测仪内部使用基于PC104的控制平台，其与M20模块通过标准串口连接。控制平台发送AT指令对彩信模块进行控制，将检测生成的数据文件进行发送[5]。3数据中心设计3.1硬件设计在数据中心的PC需要配接数据接收节点（BETC_RF）来接收数据彩信，设计完成的数据接收节点如图3所示。PC通过USB总线发送AT命令控制该节点查询、下载和读取彩信。由于USB提供的驱动电流有限，而无线模块接收瞬间可能会有1.8A冲击电流[6]，故不采用USB总线

8、供电的方式，而设计内置锂电池，同时设计4个LED进行电量的实时显示。3.2软件设计数据中心管理软件主要有以下功能：（1）发送AT指令并对返回的信息进行处理；（2）建立后台数据库，记录数据文件，并对用户信息和数据文件进行分类管理；（3）兼容多种数据格式文件，可以自由导出相应的数据文件；（4）接收节点中彩信文件的管理。9由于PC与数据接收节点是通过