工程结构监测基础与实践 课件 阳洋 0.工程结构监测、1.一些简单操作VIP

工程结构监测基础指导思想以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面贯彻党的十九大和十九届二中、三中、四中全会精神，坚持以供给侧结构性改革为主线，围绕建筑业高质量发展总体目标，以大力发展建筑工业化为载体，以数字化、智能化升级为动力，创新突破相关核心技术，加大智能建造在工程建设各环节应用，形成涵盖科研、设计、生产加工、施工装配、运营等全产业链融合一体的智能建造产业体系，提升工程质量安全、效益和品质，有效拉动内需，培育国民经济新的增长点，实现建筑业转型升级和持续健康发展。什么叫智能建造？肖绪文院士：智能建造是面向过程产品全生命期，实现泛在感知条件下的信息化建造，即根据过程建造要求，通过智能化感知、人机交互、决策实施，实现立项过程、设计过程和施工过程的信息、传感、机器人和建造技术的深度融合，形成在基于互联网信息化感知平台的管控下，按照数字化设计的要求，在既定的时空范围内通过功能互补的机器人完成各种工艺操作的建造方式。丁烈云院士：智能建造是新一代信息技术与工程建造融合形成的工程建造创新模式：即利用以“三化”（数字化、网络化和智能化）和“三算”（算据、算力、算法）为特征的新一代信息技术，在实现工程建造要素资源数字化的基础上，通过规范化建模、网络化交互、可视化认知、高性能计算以及智能化决策支持，实现数字链驱动下的工程立项策划、规划设计、施（加）工生产、运维服务一体化集成与高效率协同，不断拓展工程建造价值链、改造产业结构形态，向用户交付以人为本、绿色可持续的智能化工程产品与服务。卢春房院士：智能建造是新一代通讯技术与先进设计施工技术深度融合，并贯彻于勘察、设计、施工、运维等工程活动各个环节，具有自感知、自学习、自决策、自适应等功能的新型建造方式。发展现状智能建造是信息化、智能化与土木工程高度融合的创新建造方式，智能建造技术包括BIM技术、物联网技术、3D打印技术、人工智能技术等。智能土木工程智能规划智能设计智能制造智能监测智能防灾减灾融合智能防灾减灾在《国家综合防灾减灾规划（2016-2020年）》中提出，加快建设各级地方减灾中心，推进灾害监测预警与风险防范科技发展，推进“互联网＋”、大数据、物联网、云计算、地理信息、移动通信等新理念新技术新方法的应用，提高灾害模拟仿真、分析预测、信息获取、应急通信与保障能力，加强灾害监测预报预警、风险与损失评估、社会影响评估、应急处置与恢复重建等关键技术研发。智能监测通过无人机系统，搭载多个传感器件，实现在空中多角度、宽视野，及时更新工程信息的功能。基于计算机视觉的图像识别也是土木工程研究的热点，比如说建筑物裂缝的识别。大数据、神经网络和深度学习也非常火热，该方向的发展，适用于拥有巨大数据量的监测领域，应用前景十分广阔。智能化健康监测智能化健康监测的意义结构的健康状态一直是人们特别关心的问题，完善的智能化结构健康监测系统能够对结构的异常状态及时发现，避免安全事故，降低或避免由于结构健康问题引起的经济损失和不良社会影响。因此，搭建智能化结构健康监测系统，为管养单位提供长期的完整可靠监测数据，具有重要意义。智能结构健康监测系统利用智能传感器技术，对所监测领域的关键性指标进行实时监控，如桥梁结构健康监测中使用的温湿度，风速风向，振动，倾斜，应力应变传感器，通过组网的方式，将所监测到的数据实时传到监控中心，实现监测区域的实时监控，从而获取桥梁结构健康信息，确保桥梁运营养护过程中的健康运行，保障人民的生命财产安全。结构健康监测的智能化方向以前的在线监测技术和设备所存在的一些问题设备抗干扰问题设备受环境影响监测数据的分析问题设备智能化技术智能化智能传感器将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完成，可以保证数据处理的质量，能对测量值进行修正、误差补偿，因而提高测量精度和提高抗干扰能能力。监测数据分析应用的智能化主要有三个方面，一是在线监测数据的预处理，通常采用差分法、拟和法等：二是设备特征的提取，通常采用概率分析法、相对比较法、趋势分析法等；三是基于无线模块化感知体系的监测数据同步采集与传输模式，创建运营荷载下桥梁结构作用效应监测数据自适应基线校正方法。桥梁概况三圣特大桥起点位于重庆市北碚区静观镇九堰村，终点位于北碚区复兴镇歇马村。监测主桥为预应力混凝土连续刚构桥。主桥上部结构箱梁采用三向预应力混凝土结构，预应力钢束均采用低松弛高强度钢绞线。主桥下部结构主墩采用双薄壁空心墩，过渡墩采用薄壁空心墩。桥梁健康监测评估云平台三圣特大桥示意图桥梁健康监测评估云平台搭建桥梁监测云平台，需要实施以下五个方面的内容：监测指标确定及外场监测传感器布设和组网监测数据采集与传输监测数据处理及在线仿真分析桥梁安全预警系统的建立桥梁结构状态评估系统根据桥梁目前的运营条件和现状，确定需监测的关键构件及关键部位；由监测指标的特点，从量程、精度和使用条件选择合适的监测传感器，并进行安装、组网和数据采集。桥梁监测数据采集的传输系统由桥梁的外场数据采集站和无线信号传输网络组成。外场数据采集站有多个数据采集模块组成，模块将采用先进的成熟产品，以确保系统的稳定性、耐久性和高精度。建立在线仿真计算模型，实现桥梁监测数据的科学治理与结构性能的准确实时反映。结合所监测的桥梁结构所处环境、结构型式等，考虑以往监测的同类别结构的经验和通用划分方式，给出各预警等级下阈值。综合桥梁整体与局部关系，结构安全与桥梁使用性能、突发事件、病害发展与维护加固等演变过程，及时快速提供桥梁评估报告，并对桥梁性能退化程度和速率进行有效的预测。监测传感器选择加速度传感器静力水准仪应变传感器温湿度传感器裂缝计倾斜仪位移传感器桥梁健康监测评估云平台平台界面桥梁健康监测评估云平台健康监测项目展示使用智能设备进行基础实验使用单片机并运用Arduino语言来进行实验操作一台能够工作的计算机包含以下几个部份：中央处理单元CPU（进行运算、控制）、随机存储器RAM（数据存储）、存储器ROM（程序存储）、输入/输出设备I/O（串行口、并行输出口等）。在个人计算机（PC）上这些部份被分成若干块芯片，安装在一个被称之为主板的印刷线路板上。而在单片机中，这些部份全部被做到一块集成电路芯片中了，所以就称为单片机。什么是单片机？学习套件介绍JcbleJuRaTinyMLKit学习套件重庆大学机械与运载工程学院

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luoyang5678@配件清单基于Arduino语言的一些简单操作01Arduino语言02简单算法的了解CONTENT目录151.If-else算法2.九九乘法表3.三角函数01Arduino语言16C语言 Arduino语言是建立在C/C++基础上的，其实也就是基础的C语言，Arduino语言只不过把AVR单片机（微控制器）相关的一些寄存器参数设置都函数化了，让不太了解单片机（微控制器）的也能轻松上手。基础C语言知识控制语句关键字If条件语句do...while循环语句的循环体If...else条件语句+否定分支break跳出当前循环for循环语句continue结束当前循环Switch...case开关语句+分支return子程序返回语句while循环语句的循环条件goto无条件跳转语句语法符号;（分号）每条指令（代码行）都以分号结束。甚至可以将两条指令放在同一行，只要你用一个分号把它们隔开就行了{}（大括号）用来区分几个不同的结构//用来解释程序代码的功能/**/多行注释基础C语言知识while(表达式1){语句1

if（表达式2）{语句2}

elseif（表达式3）{语句3}…….}结构while(设备收到了数据){int

abc=收到的数据；//把设备收到的数据用abc表示if（abc<0）{电脑显示“数据小于0”；}

elseif（abc>0）{电脑显示“数据大于0”；}…….}示例用于表示一句代码的结束。如果忘记使用分号作为结尾，在上传程序时系统会报错。左大括号”{”必须与一个右大括号“}”形成闭合，用来区分不同的结构。基础C语言知识for(初始化;条件;增量计数）{

语句

}

结构

for(intx=0;x<10;x=x+2)//定义一个变量x,并赋值为0，当x小于0的时候x就加2。{输出x的值;}示例for语句用于重复执行一段在花括号之内的语句注释用于提醒自己或他人程序是如何工作的。它们会被编译器忽略掉，也不会传送给处理器，不会执行。基础C语言的知识C语言运算符=为指定某个变量的值>=判断左边的值是否大于等于右边的值+对两个值进行求和<=判断左边的值是否小于等于右边的值-对两个值进行作差++将运算符左边的值自增1*对两个值进行相乘--将运算符左边的值自减1/对两个值进行除法运算+=加入某个变量的值%对两个值进行取余运算-=减去某个变量的值==判断两个值是否相等*=乘入某个变量的值!=判断两个值是否不等/=和某个变量的值作商数据类型关键字boolean布尔逻辑体系的(分别以1和0代指是和非)unsignedlong无符号长型char定义字符型变量或函数，其占用1字节的内存空间float表示单精度浮点型数据，一般占4个字节byte字节double表示双精度浮点型数据，一般占8个字节int表示基本整型数据，一般占4个字节string字符串unsignedint无符号整型array数组long表示长整型数据，一般占4个字节void表示无类型数据基础C语言知识intx;//声明一个名为x的整数型变量inty=0;//声明一个名为y的整数型值intz;//声明一个名为z的整数型变量

x=电脑读取的数据;//将电脑读取的数据存储在x变量中if（x==10）{x=x++；//x自增1，x=x+1y+=x;//y=x+yz=x%5;//x的值除以5，余下的数赋值给z}

elseif（x！=10）{输出x的值；}基础C语言知识一个数据类型，占用1个字节的内存存储一个字符值。字符都写在单引号，如‘A’；（多个字符（字符串）使用双引号，如

“ABC”）例如：charabc=‘A’;charabc=“ABC”;char（字符或字符串）整数常量是直接在程序中使用的数字，如123。默认情况下，这些数字被视为int例如：intx=456;int（整数常量）和整型常量类似，浮点常量可以使得代码更具可读性，也就是数据带有小数点或者用科学计数法表示。例如：floatx=456.000;floatx=4.56E2;float（浮点常量）Arduino语言voidsetup()函数：用来初始化变量管脚模式只运行一次时间函数：delay(ms)：延迟函数（单位ms）；delayMicroseconds(us)：延迟函数（单位us）。数学函数：min(x,y)：求最小值；max(x,y)：求最大值；abs(x)：计算绝对值；constrain(x,a,b)：约束函数，下限a，上限b，x必须在ab之间才能返回；Pow(base，exponent)：开方函数，base的exponent次方；sq(x)：平方；squrt(x)：开根号；voidloop()函数：连续执行函数内的语句，是Arduino的主函数，这套程序会一直重复执行，直到电源被断开。Arduino中最重要的两个函数Arduino语言在程序中新建一个项目文件，初始界面如下所示：把你的设置代码放在这里，运行一次把你的主要代码放在这里，重复运行Arduino语言Serial.begin()开启串口，通常置于setup()函数中Serial.begin(speed)speed：波特率，一般取值9600,115200等Serial.begin(speed,config)config：设置数据位、校验位和停止位。Serial.end()禁止串口传输。此时串口Rx和Tx可以作为数字IO引脚使用

Serial.print()串口输出数据，写入字符数据到串口Serial.print(val)val：打印的值，任意数据类型Serial.print(val,format)format：输出的数据格式。Serial.println()串口输出数据并换行Serial.println(val)val：打印的值，任意数据类型Serial.println(val,format)format：输出的数据格式Serial.available()判断串口缓冲区的状态，返回从串口缓冲区读取的字节数

Serial.read()读取串口数据，一次读一个字符，读完后删除已读数据

Serial.readBytes()从串口读取指定长度的字符到缓存数组Serial.readBytes(buffer,length)