[发明专利]楼宇建筑健康状态监测系统

权利要求书

1.一种楼宇建筑健康状态监测系统，其特征在于，所述楼宇建筑健康状态监测系统包括本地数据采样层、信息传输中继层和云平台管理监测层，所述本地数据采样层和信息传输中继层连接，所述信息传输中继层和云平台管理监测层连接，所述本地数据采样层由楼宇倾角采集节点、楼宇墙面裂缝采集节点、楼宇钢筋应力采集节点和楼宇环境采集节点组成，所述信息传输中继层由物联中继网关组成，所述云平台管理监测层由云服务器、云数据库与前端网页窗口组成。

2.如权利要求1所述的楼宇建筑健康状态监测系统，其特征在于，所述楼宇倾角采集节点包含微处理器、Lora无线通信单元、倾角传感器、低功耗电源控制单元和串口信息配置单元，所述楼宇倾角采集节点的微处理器分别与所述Lora无线通信单元、所述倾角传感器、所述低功耗电源控制单元、所述串口信息配置单元连接。

3.如权利要求1或2所述的楼宇建筑健康状态监测系统，其特征在于，所述楼宇墙面裂缝采集节点包含微处理器、Lora无线通信单元、位移传感器、低功耗电源控制单元和串口信息配置单元，所述楼宇墙面裂缝采集节点的微处理器分别与所述Lora无线通信单元、所述裂缝位移传感器、所述低功耗电源控制单元、所述串口信息配置单元连接。

4.如权利要求1或2所述的楼宇建筑健康状态监测系统，其特征在于，所述楼宇钢筋应力采集节点包含微处理器、Lora无线通信单元、振弦应力传感器、低功耗电源控制单元和串口信息配置单元，所述楼宇钢筋应力采集节点的微处理器分别与所述Lora无线通信单元、所述振弦应力传感器、所述低功耗电源控制单元、所述串口信息配置单元连接。

5.如权利要求1或2所述的楼宇建筑健康状态监测系统，其特征在于，所述楼宇环境采集节点包含微处理器、Lora无线通信单元、温湿度传感器、低功耗电源控制单元和串口信息配置单元，所述楼宇环境采集节点的微处理器分别与所述Lora无线通信单元、所述温湿度感器、所述低功耗电源控制单元、所述串口信息配置单元连接。

6.如权利要求1或2所述的楼宇建筑健康状态监测系统，其特征在于，所述物联中继网关包含微处理器、Lora无线通信单元、SD卡存储单元、4G无线通信单元和串口信息配置单元，所述物联中继网关的微处理器分别与所述Lora无线通信单元、所述SD卡存储单元、所述4G无线通信单元以及所述串口信息配置单元连接。

7.如权利要求1或2所述的楼宇建筑健康状态监测系统，其特征在于，所述云平台管理监测层中，所述云服务器用以与所述物联中继网关进行通讯，存储监测数据到所述云服务器，所述前端网页窗口可以通过网页实时远程显示当前时刻楼宇建筑结构的监测数据，并查询统计其对应的历史数据。

8.如权利要求1或2所述的楼宇建筑健康状态监测系统，其特征在于，所述物联中继网关与所述宇倾角采集节点、所述楼宇墙面裂缝采集节点、所述楼宇钢筋应力采集节点、所述楼宇环境采集节点通过Lora无线通信单元无线连接，实现一主对多从的双向无线通信，所述物联中继网关作为通讯端的主机采用发起数据采集轮询命令，所述楼宇倾角采集节点、所述楼宇墙面裂缝采集节点、所述楼宇钢筋应力采集节点、所述楼宇环境采集节点作为通讯端的从机响应主机报文，实现双向可靠通讯。

9.如权利要求1或2所述的楼宇建筑健康状态监测系统，其特征在于，所述物联中继网关作为客户端，通过所述4G无线通信单元与所述云端后台服务器连接，并采用HTTP协议实时向所述云端后台服务器发送传感数据报文，历史数据存储在所述云端数据库，所述网页展示端通过Web端将传感数据实时显示；所述物联中继网关在通过4G无线通信单元上传传感数据报文时，也将报文数据存储于所述SD卡存储单元，防止因移动通信网络信号中断而导致的数据丢失。

10.如权利要求1或2所述的楼宇建筑健康状态监测系统，其特征在于，所述楼宇倾角采集节点、所述楼宇墙面裂缝采集节点、所述楼宇钢筋应力采集节点、所述楼宇环境采集节点在空闲时处于低功耗休眠模式，降低电池电量损耗；所述物联中继网关通过发送Lora无线报文唤醒处于休眠模式的采集节点，当采集节点完成数据采集并响应数据报文后，自动进入休眠模式；

所述物联中继网关的Lora无线报文轮询命令时间间隔默认为1小时，并可以通过所述网页展示端选择数据采集刷新频率；所述物联中继网关的4G上传报文分为心跳包和数据包，其中心跳包的发送时间间隔为10秒，数据包的发送时间间隔与Lora无线报文轮询命令时间间隔一致；

所述楼宇倾角采集节点、所述楼宇墙面裂缝采集节点、所述楼宇钢筋应力采集节点、所述楼宇环境采集节点采用230MHz的Lora频带传输，传输数据采用循环冗余校验方式进行校验，并采用三次失效重传方式，保证数据传输准确可靠。