基於rfid的混凝土質量監測系統的製作方法

2023-06-09 08:32:26 1

專利名稱：基於rfid的混凝土質量監測系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種混凝土質量監測系統，具體涉及利用RFID對混凝土質量進 行實時監測與評估的系統。
背景技術：
混凝土強度發展狀態是建築工程質量控制的關注重點和施工決策的參考依據。現 有評價混凝土實體結構強度一般採用超聲回彈、鑽芯取樣、同條件養護等方法，這些方法存 在著一些不足。首先，缺乏時效性。採用超聲回彈法、鑽芯取樣法，一般在混凝土澆築觀天后才能 進行，表現出嚴重的滯後性，不能及時反映施工過程可能存在的混凝土質量問題，無法滿足 混凝土施工要求。一旦在觀天后發現混凝土質量問題，將會造成巨大的損失。其次，存在局限性。超聲回彈法和鑽芯取樣法都是對混凝土局部區域(特別是表 層)採樣進行檢測，取樣的代表性以及可行性直接限制了它們的應用。同條件養護因小試 塊與實體混凝土之間養護溫溼度狀態存在顯著的差異，其力學性能的發展也存在很大的不 同，無法真實反應實體混凝土的強度發展狀態。最後，缺乏經濟性。採用超聲回彈、鑽芯取樣等方法，檢測成本較高，無法大面積進 行測試，且工作量較大，可操作性不強。

實用新型內容為克服現有檢測手段在時效性、局限性和經濟性方面存在的不足，本實用新型提 供一種方便快捷、實時高效的混凝土質量實時監測系統。為實現上述目的，本實用新型提出一種基於RFID的混凝土質量監測系統。一種基於RFID的混凝土質量監測系統，包括溫度採集單元、中繼單元、讀寫傳輸 單元、接收終端和分析評估單元；所述溫度採集單元採集得到的溫度數據通過中繼單元發 送到讀寫傳輸單元，再由讀寫傳輸單元傳給接收終端，進而由分析評估單元處理。所述溫度 採集單元包括露在混凝土表面的RFID標籤和埋在混凝土內的溫度傳感器，RFID標籤和溫 度傳感器通過連接線連接，RFID標籤與中繼單元通過無線射頻進行通訊。所述溫度採集單元有一個或多個。所述RFID標籤設有物理接口，所述連接線與該物理接口是可插拔連接；該連接線 長度是，根據溫度傳感器埋設需要調整。所述中繼單元包括多個中繼器，各個中繼器之間採用無線射頻進行數據傳遞；各 個中繼器接收其周邊溫度採集單元的溫度數據。所述中繼單元與讀寫傳輸單元之間採用無線射頻進行數據傳輸。所述讀寫傳輸單元設有數據存儲器。所述讀寫傳輸單元用GPRS、3G或者Wifi無線通訊方式與接收終端進行通訊。所述接收終端是裝有溫度採集及強度計算軟體的PDA、筆記本電腦、桌上型電腦和伺服器。本系統中，溫度採集單元分布於監測場地內各個區域，單個溫度採集單元由RFID 標籤和溫度傳感器通過連接線和接口連接組成，可方便插拔，RFID標籤可重複使用。同時， 採用連接線，其長度可調，可探測混凝土不同深度和位置的溫度狀況。將溫度傳感器埋入混 凝土內部進行測溫，所得數據由RFID標籤讀取，並發送至中繼單元，溫度數據經中繼單元 傳遞後發送至讀寫傳輸單元，再由讀寫傳輸單元經GPRS、3G、Wifi等無線通訊方式傳送至 計算機等，溫度數據經過軟體處理後得到混凝土強度數據，用於混凝土質量的監測評估。其中，讀寫傳輸單元設有數據存儲器，具有數據存儲功能，可存儲RFID標籤或中 繼單元發送來的數據。並且讀寫傳輸單元提供主動模式和被動模式兩種發射模式。在主動 模式下，讀寫傳輸單元在接收到發射指令後才會向接收終端發射數據；在被動模式下，讀寫 傳輸單元按設定頻率向接收終端發射數據。同時，本系統的硬體架構使系統可以提供現場監測模式，使用移動接收終端，在施 工現場讀取RFID標籤或中繼單元的數據，再經過軟體處理，得到強度數據，實現施工第一 現場的混凝土質量管理。本實用新型的有益效果1.實現了對混凝土質量的實時監控與事前控制。運用RFID技術以及基於GPRS、 3G、Wifi等無線網絡形成無線傳輸監控系統，獲取施工現場混凝土的實際溫度歷程，通過強 度反饋軟體，實時監測混凝土材料強度發展狀態，對異常點進行深化評估，及時發現並排查 混凝土各區域質量隱患，實現混凝土質量的實時監控與事前控制。2.實現了數據傳輸無線化，簡單高效，可靠性高。傳統線纜傳輸測溫方式布線繁 雜、受工程現場幹擾大，效率低下，而運用RFID無線傳輸監控系統可以實現數據無線化傳 輸，大大降低了工作量，提升效率。3.採用RFID標籤連接溫度傳感器作為測溫單元，兩者之間利用插口相連，組裝拆 卸方便，實現RFID標籤的重複利用，節約成本。同時，兩者之間的連接線長度可選，可以對 不同深度的混凝土進行檢測，並可以監測傳統方法難以探測到的區域。

圖1是本實用新型具體的監測裝置示意圖；圖2是本實用新型中溫度採集單元示意圖。圖中的附圖標記為1.溫度採集單元；2、中繼單元；3、讀寫傳輸單元；4、接收終端；5、分析評估單元； 11、RFID標籤；12、溫度傳感器；13、連接線；14、混凝土基體。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細說明。如圖1所示，本實用新型的基於RFID的混凝土質量監測系統，包括溫度採集單元 1、中繼單元2、讀寫傳輸單元3、接收終端4、分析評估單元5。如圖2所示，所述溫度採集單元，包括RFID標籤11、溫度傳感器12、連接線13和 混凝土基體14。[0030]所述溫度採集單元1採集得到的溫度數據通過中繼單元2發送到讀寫傳輸單元3， 再由讀寫傳輸單元3傳給接收終端4，進而由分析評估單元5處理。所述溫度採集單元1包 括露在混凝土表面的RFID標籤11和埋在混凝土內的溫度傳感器12，RFID標籤11和溫度 傳感器12通過連接線連接，RFID標籤11與中繼單元2通過無線射頻進行通訊。所述溫度採集單元1有一個或多個。所述RFID標籤11設有物理接口，所述連接 線13與該物理接口是可插拔連接。所述連接線長度是，根據溫度傳感器埋設需要調整。所述中繼單元2包括多個中繼器，各個中繼器之間採用無線射頻進行數據傳遞; 各個中繼器接收其周邊溫度採集單元1的溫度數據。所述中繼單元2與讀寫傳輸單元3之間採用無線射頻進行數據傳輸。所述讀寫傳輸單元3設有數據存儲器。所述讀寫傳輸單元3用GPRS、3G或者Wifi無線通訊方式與接收終端4進行通訊。所述接收終端4是裝有溫度採集及強度計算軟體的PDA、筆記本電腦、桌上型電腦或 伺服器等。本實用新型的基於RFID的混凝土質量監測系統，其工作過程為RFID標籤11與 溫度傳感器12通過連接線13相連形成溫度採集單元1，分布於監測場地內的各個部位。將 溫度傳感器埋入混凝土基體14內，RFID標籤11留在混凝土基體14外，用於讀取溫度傳感 器12所探測的溫度數據。連接線13長度可調，可探測混凝土不同深度和位置的溫度狀況。RFID標籤與中繼單元2之間通過無線射頻信號進行通訊，中繼單元2讀取溫度採 集單元1的溫度數據，並將各區域採集到的溫度數據匯總至讀寫傳輸單元3，讀寫傳輸單元 3將這些數據進行存儲、整理，再通過GPRS、3G、Wifi等無線傳輸方式通過主動模式或者被 動模式傳輸至接收終端5，在接收終端5上通過軟體對溫度數據進行處理，得到混凝土強度 數據，根據強度數據對混凝土質量進行監測評估。本系統同時提供施工現場監測模式，利用移動接收終端4在現場直接採集溫度採 集單元1或者中繼單元2的溫度數據，然後通過軟體5處理，進行混凝土質量現場監測。
權利要求1.一種基於RFID的混凝土質量監測系統，包括溫度採集單元、中繼單元、讀寫傳輸單 元、接收終端和分析評估單元；所述溫度採集單元採集得到的溫度數據通過中繼單元發送 到讀寫傳輸單元，再由讀寫傳輸單元傳送給接收終端，進而由分析評估單元處理，其特徵在 於，所述溫度採集單元包括露在混凝土表面的RFID標籤和埋在混凝土內的溫度傳感器， RFID標籤和溫度傳感器通過連接線連接，RFID標籤與中繼單元通過無線射頻進行通訊。
2.根據權利要求1所述的基於RFID的混凝土質量監測系統，其特徵是所述溫度採集單 元有一個或多個。
3.根據權利要求1或2所述的基於RFID的混凝土質量監測系統，其特徵是所述RFID 標籤設有物理接口，所述連接線與該物理接口是可插拔連接。
4.根據權利要求3所述的基於RFID的混凝土質量監測系統，其特徵在於所述連接 RFID標籤與物理接口的連接線的長度是，根據溫度傳感器埋設深度需求調整。
5.根據權利要求1所述的基於RFID的混凝土質量監測系統，其特徵是所述中繼單元包 括多個中繼器，各個中繼器之間採用無線射頻進行數據傳遞；各個中繼器接收其周邊溫度 採集單元的溫度數據。
6.根據權利要求1所述的基於RFID的混凝土質量監測系統，其特徵是所述中繼單元與 讀寫傳輸單元之間採用無線射頻進行數據傳輸。
7.根據權利要求1或5所述的基於RFID的混凝土質量監測系統，其特徵是所述讀寫傳 輸單元設有數據存儲器。
8.根據權利要求1所述的基於RFID的混凝土質量監測系統，其特徵是所述讀寫傳輸單 元用GPRS、3G或者Wifi無線通訊方式與接收終端進行通訊。
9.根據權利要求1所述的基於RFID的混凝土質量監測系統，其特徵是所述接收終端是 裝有溫度採集及強度計算軟體的PDA、筆記本電腦、桌上型電腦或伺服器。
專利摘要本實用新型公開了一種基於RFID的混凝土質量監測系統，包括溫度採集單元、中繼單元、讀寫傳輸單元、接收終端、分析評估單元等。由RFID標籤與溫度傳感器等組成溫度採集單元，溫度傳感器埋入混凝土內部進行測溫，所得數據由RFID標籤採集，經中繼單元傳遞後發送至讀寫傳輸單元，再由讀寫傳輸單元發送至接收終端，經軟體處理後得到混凝土強度數據，用於混凝土質量監測評估。本實用新型可以實現對混凝土強度發展的實時監控，且各單元之間均實現信號無線傳輸，避免繁雜的現場布線，方便可靠。
文檔編號G01N33/38GK201859145SQ20102029091
公開日2011年6月8日 申請日期2010年8月13日 優先權日2010年8月13日
發明者伍小平, 周雲, 廖曉敏, 許永和, 魯文嘉 申請人:上海建工(集團)總公司