混凝土施工质量远程监测系统的设计

论文总字数：15927字

摘 要

在现阶段建筑工程中混凝土是最主要的材料，在商业、办公、住宅等中高层建筑中得到了广泛的应用，其显著的特点构成建筑工程的主要构件。所以，在建筑施工中，控制混凝土的施工质量环节是十分重要的，有效的措施可以合理的控制及预防产生的质量问题，使得建筑工程无论在空间上，还是外观上达到更高的要求。我们提出了基于移动agent技术和无线传感网络的分布式应力和温度监测系统。简便的安装布置，能够较好地实现对混凝土施工过程中的应变、温度情况进行实时在线监控。

关键词：混凝土, 无线传感网络, 移动agent

Abstract:At the present stage, concrete is the main material in construction. Concrete has been widely used in commercial, office and residential high-rise buildings, etc. Its significant features constitute the main component of building engineering. So, in building construction, the construction quality control of concrete becomes very important. Quality problem can be reasonable controlled and prevented with effective measures. It makes the construction either in space, or appearance meets higher requirements. In this paper we designs concrete construction process distributed temperature, stress and strain monitoring system based on wireless sensor networks and mobile agent technology The system has the advantages of easy installation layout and realizing the real-time and on-line monitoring to temperature, stress and strain of construction of concrete strain.

Keywords:wireless sensor network, concrete, mobile agent

目 录

1 前言 4

2 无线传感器网络 4

2.1 无线传感器网络体系结构 4

2.2 无线传感器网络特点 5

2.3 WSN应用存在的问题及研究热点 6

3 ZigBee技术简介 7

3.1 ZigBee的由来 7

3.2 Zigbee 技术简介 8

3.3 Zigbee 技术的特点 8

3.4 ZigBee网络拓扑结构 8

3.5 ZigBee协议栈 9

4 系统总体方案设计 10

4.1 系统总体框架 10

4.2 MSP430 11

4.3 CC2420 13

4.4 PT100 14

4.5 应力测量模块 15

4.6 A/D转换模块 16

5 系统软件设计 16

5.1 节点软件设计 17

5.2 主机软件设计 23

6 系统硬件安装 24

6.1 无线传感节点优化布置 24

6.2 传感器安装方法比较 25

结 论 27

参 考 文 献 28

致 谢 29

1 前言

对混凝土的温度控制是确保混凝土不产生微小裂缝的重要因素。It must be made of concrete mixture ratio design of temperature control, temperature of concrete, and the concrete calculation covering heat preservation, maintenance and other technical means and measures to re混凝土自从浇筑的时候开始，一直到达设计的强度时候为止，在此期间主要是由水泥水化热引起的温度变化造成的裂缝。一般的大体积混凝土工程，对于水泥用量很多，混凝土整体的截面比较大，因此，在混凝土浇筑以后，大量水化热从水泥释放出，随之升高混凝土温度。由于混凝土不良的导热性能，过大的体积，较小的相对散热，造成了混凝土水化热积聚再内部而且不便于散发，外部散发热量略快。在混凝土升温阶段，混凝土内部温度总是高于表面温度。热胀冷缩的原理表明，表面混凝土膨胀的速度要比中心部分混凝土慢，表面质点间与中心部分形成互相制约，中心存在约束膨胀，不会引起开裂；表面存在约束收缩，当混凝土的极限抗拉强度低于表面拉应力时，混凝土表面就会产生裂缝。水泥水化反应逐渐变慢,混凝土也在不断地散热，由升温阶段逐渐过渡到降温阶段的大体积混凝土，降低了温度，收缩了体积。由于混凝土是通过表面向外散发内部热量，再降温阶段，混凝土中心温度与表面温度依旧存在温差，如果这个差值过大，产生同升温阶段一样表面裂缝。在降温过程，混凝土收缩体积，与此同时，边界条件和地基存在着约束，这属于约束收缩。但是在这时候，混凝土龄期增长，增高了弹性模量，增大了强度，所以，降温收缩产生较大的拉应力，较高的拉应力在混凝土中形成，不仅仅抵消了升温时产生的，混凝土的抗拉强度低于压应力时，就会在混凝土中产生贯穿裂缝。因此,我们有必要对施工过程进行严格的监测。我们提出了基于移动agent技术和无线传感网络的分布式应力和温度监测系统。简便的安装布置，能够较好地实现对混凝土施工过程中的应变、温度情况进行实时在线监控。

2 无线传感器网络

2.1 无线传感器网络体系结构

在最近几年，伴随着传感器、无线通信技术的发展, 计算机和微电子技术相互融合,衍生出了无线传感器网络(WSN,wireless sensor networks).WSN技术使用的标准-802.15.14是当今主流标准,微型传感器节点十分廉价,大量节点通过无线通信方式自组织形成一个网络系统.布线困难和电源供给缺乏的区域、一些区域人员不能到达场合等都非常适用。网络支持随意，展开快速、有较强的抗损坏性，在军事、环保、交通、工业等领域应用广泛，得到了人们广泛认可。

无线传感器网络的体系结构和传统的无线网络不同。总的说来，采集单元、电源单元、通讯单元和处理单元组成传感器节点的四部分。它们各司其职：信息采集和数据格式的转换由采集单元负责，并负责模数转换，交直流信号转换，给供后续模块提供便利；CPU和存储器两部分构成处理单元，CPU负责处理节点的控制,存储器负责数据存储的工作；节点之间的相互通信由通讯单元专门负责；为传感器节点提供能量的是电源单元，一般采用微型电池供电。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：15927字