CN106326949A - 基于rfid的桥梁工程构件定位识别巡检*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于RFID的桥梁工程构件定位识别巡检***,包括：RFID标签，所述RFID标签设置在桥梁工程构件的相应位置，所述RFID标签设有天线，所述天线用于调整信号强度控制射频信号的接收范围；移动终端，携带在对桥梁进行工程活动的人员身上，用于检测在活动位置处的RFID标签和现场记录数据上传；服务器，所述服务器连接移动终端，用于接收现场记录数据和移动终端位置信息，实现远程记录和远程监控。本发明从根本上解决目前桥梁工程构件定位识别困难、桥梁病害记录储存麻烦等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于RFID的桥梁工程构件定位识别巡检***。
背景技术
在工程上，桥梁的日常检查至关重要，由于桥梁的结构复杂，工程构件较多，巡检人员常常无法正确的找到需要检查和维护的工程构件，传统的GPS***由于精度不够，只能通过其找到桥梁所在位置，但就桥上的具体某一个工程构件的位置无法定位，且GPS定位是单向的，构件不会去主动响应，实用性较差；现目前，工程构件的寻找与标识采用扫码的方式进行，即在工程构件上设置条码或二维码，该种方式较准确，可以单向传递信息。但有以下缺点：(1)基于光学的条码或二维码的距离要近到可以扫到才能识别，这个在工程实际中有些困难，很多构件专业的设备可能都不能完全达到可以扫码的距离；(2)需要巡检的工程构件往往年限较长，条码或二维码被污染或老化变得很模糊，扫描起来十分困难，并且不便于在雨天、夜间作业。因此，有必要设计一种基于RFID的桥梁工程构件定位识别巡检***。
发明内容
本发明提供一种基于RFID的桥梁工程构件定位识别巡检***，以解决目前桥梁工程构件定位识别困难、桥梁病害记录储存麻烦等问题。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种基于RFID的桥梁工程构件定位识别巡检***,包括：
RFID标签，所述RFID标签设置在桥梁工程构件的相应位置，所述RFID标签设有天线，所述天线用于调整信号强度控制射频信号的接收范围；
移动终端，携带在对桥梁进行工程活动的人员身上，用于检测在活动位置处的RFID标签和现场记录数据上传；
服务器，所述服务器连接移动终端，用于接收现场记录数据和移动终端位置信息，实现远程记录和远程监控。
进一步地，所述移动终端包括RFID读写器、桥梁模型模块、GPS***、第三方地图接口、手写显示屏、摄像头、桥梁病害记录模块和无线模块。
进一步地，所述服务器包括消息中间件和桥梁病害存储模块，所述桥梁病害存储模块用于存储文字数据、数字数据和图片数据；所述消息中间件通过运营商无线网络连接桥梁病害记录模块，用于处理文字数据、数字数据和图片数据。
进一步地，所述消息中间件设有桥梁病害分析***接口，桥梁病害分析***通过消息中间件提取现场记录的文字数据、数字数据和图片数据，自动生成检测报告和维护方案。
进一步地，所述桥梁模型模块设有桥梁3D模型，所述3D模型根据所述RFID标签进行对应工程构件标识。
进一步地，所述RFID标签为无源RFID射频标签，RFID标签内储存有构件的基本信息。
进一步地，所述RFID标签接收射频信号的地面圆弧范围半径为：小于20m。
进一步地，所述RFID标签设置在桥梁表面层内距离表面：3mm～10mm。
一种基于RFID的桥梁工程构件定位巡检方法，所述方法包括如下步骤：
S1)在桥梁工程构件的相应位置设置RFID标签；
S2)根据RFID标签与工程构件的对应设置情况，在移动终端内构建桥梁3D模型和工程构件标识；
S3)对桥梁进行工程活动的人员携带移动终端，行走过程中，RFID读写器发射射频信号，识别RFID标签，当在所在范围内检测到RFID标签，自动在3D模型上突显出识别到的工程构件，并读入RFID标签上记录的构件相应信息；
S4)对桥梁进行工程活动的人员对桥梁工程构建进行病害检查，将现场记录数据通过图片、文字和数据上传至服务器，并在RFID标签中写入检查记录和修改构件信息；
S5)服务器接收并存储现场记录数据，通过GPS定位***和第三方地图实现人员工作任务完成情况的远程监控。
进一步地，所述对桥梁进行工程活动的人员携带移动终端，通过GPS***和第三方地图抵达桥梁处时，移动终端自动显示桥梁3D模型。
本发明的有益效果是：
本发明在桥梁工程构件的相应位置设置RFID标签，RFID标签内设有天线，通过控制天线的接收射频信号范围，对桥梁进行工程活动的人员携带含有桥梁3D模型和标识的移动终端进行巡检，当在RFID标签通过天线接收到射频信号反馈信息，在移动终端上自动显示该RFID标签所代表的工程构件，并读出RFID标签上记录的构件相应信息，巡检人员对工程构件进行检查后，将检查记录通过移动终端上传图像数据、文字数据和数字数据给服务器，并重新将增加整合后的构件信息写入RFID标签，服务器还设有消息中间件，消息中间件设有桥梁病害分析***接口，桥梁病害分析***通过提取现场记录数据自动生成检测报告和维护方案。本发明从根本上解决目前桥梁工程构件定位识别困难、桥梁病害记录储存麻烦等问题。
附图说明
图1是本发明的一个结构框图；
图2是本发明的一个实施例示意图；
图3是本发明方法的一个实施例框图；
其中：1-RFID标签、2-移动终端、3-服务器、201-RFID读写器、202-桥梁模型模块、203-GPS***、204-第三方地图接口、205-手写显示屏、206-摄像头、207-桥梁病害记录模块、208-无线模块、209-桥梁3D模块、301-消息中间件、302-桥梁病害存储模块、303-桥梁病害分析***接口。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中技术方案作进一步详细的说明。
参见图1，包括：RFID标签1、天线2、移动终端3和服务器4，RFID标签设置在桥梁工程构件的相应位置，该位置根据桥梁工程构件的位置设定，RFID标签设置在工程构件附近的混凝土表面层内部距离表面：3mm～10mm，RFID标签不暴露在空气中，增加RFID标签的寿命；RFID标签为无源RFID射频标签，不需要电源供应，所以设置混凝土表面层内可以保护RFID标签的性能不受环境发辐射和随时间折损，并且3mm～10mm的厚底可以使后期维护和更换更加方便。
RFID标签设有天线，天线用于接收射频信号，并将射频信号传输至RFID标签上形成反馈信号，通过调整信号强度控制射频信号的接收范围，该范围以RFID标签所在地为圆心，半径为：小于20m的弧形范围。
移动终端包括RFID读写器201、桥梁模型模块202、GPS***203、第三方地图接口204、手写显示屏205、摄像头206、桥梁病害记录模块207和无线模块208；GPS***和地方地图接口可以使巡检人员携带移动终端时，通过第三方地图前往所需巡检的桥梁地图位置；RFID读写器发射射频信号和接收RFID标签的反馈信号，并识别接收的反馈信号带有的RFID标签编号和标签内信息；桥梁模型模块设有桥梁3D模型209，当巡检人员到达巡检桥梁，移动终端自动呈现桥梁的3D模型，3D模型根据RFID标签进行对应工程构件标识，桥梁模型模块连接RFID读写器，当RFID读写器识别RFID标签的标号后与桥梁模型模块的3D模型进行比对，将识别的RFID标签所代表的工程构件在3D模型上进行突出显示并读出RFID标签上记录的构件相应信息，该显示的颜色从近至远由深色逐渐变为浅色，这样巡检的人员可以得知自己所在位置位于桥梁的位置和获取附近的工程构件；桥梁病害记录模块连接手写显示屏、摄像头和无线模块，当巡检人员寻找到自己需要巡检的工程构件时，对其进行检查，通过手写显示屏输入检查文字数据和数字数据，通过摄像头上传现场巡检图片，桥梁病害记录模块收集检查图片数据、文字数据和数字数据后，通过无线模块，将该信息通过无线运营商网络发送至服务器。
服务器连接移动终端，用于接收现场记录数据和移动终端位置信息，实现远程记录和远程监控；具体的，服务器包括消息中间件301和桥梁病害存储模块302，消息中间件通过运营商无线网络连接桥梁病害记录模块，消息中间件主要提供可靠的及时通讯机制，通过桥梁病害存储模块存储文字数据、数字数据和图片数据，并且消息中间件设有桥梁病害分析***接口303，桥梁病害分析***通过提取将现场记录的病害数据，分析和对比工程构件标准形状和病害情况，自动生成检测报告和维护方案。
一种基于RFID的桥梁工程构件定位巡检方法，所述方法包括如下步骤：
S1)在桥梁工程构件的相应位置设置RFID标签；
S2)根据RFID标签与工程构件的对应设置情况，在移动终端内构建桥梁3D模型和工程构件标识；
S3))对桥梁进行工程活动的人员携带移动终端，行走过程中，RFID读写器发射射频信号，识别RFID标签，当在所在范围内检测到RFID标签，自动在3D模型上突显出识别到的工程构件，并读入RFID标签上记录的构件相应信息；
S4)对桥梁进行工程活动的人员对桥梁工程构建进行病害检查，将现场记录数据通过图片、文字和数据上传至服务器，并在RFID标签中写入检查记录和修改构件信息；
S5)服务器接收并存储现场记录数据，通过GPS定位***和第三方地图实现人员工作任务完成情况的远程监控。
在本方法中，对桥梁进行工程活动的人员携带移动终端，通过GPS***和第三方地图抵达桥梁处时，移动终端自动显示桥梁3D模型。
举例而言，在某3跨连续刚构桥的边跨与中跨的各节段均设置有RFID标签，RFID标签设置在表层5mm深度位置，标签的射频信号识别范围20m以内，并且随着识别终端的靠近信号强度不断增加。现有以下2种实施例：
实施例1：检查人员对连续刚构桥各节段进行检查。
首先，通过移动终端上的GPS***和第三方地图，可以实现前往桥梁的导航，当巡检人员到达桥梁，移动终端自动切换桥梁的3D模型画面，检查人员在检查过程中，由于距每个节段的距离不同，可能移动终端会同时识别出周围的多个构件，此时在终端的3D模型上以不同颜色深度反应不同构件RFID标签的识别信号强度，当然显示颜色最深的为目前距离最近的构件，由检查人员在3D模型点选不同颜色深度中需要检查的构件，某个构件一旦选中变为选中颜色(如绿色)，同时从RFID标签读取储存的相应基本信息，显示在终端上。巡检人员对选中节段进行检查，通过移动终端对构件病害进行拍照，将拍照后的图片上传至服务器，并且通过手写显示屏，将巡检的结果通过文字和数字的方式，上传至服务器，同时从新将增加整合后的构件信息写入RFID标签，依次逐个检查完成，服务器内的消息中间件保证数据上传过程中的及时可靠，消息中间件将处理后的图片数据、文字数据和数字数据发送给桥梁病害存储模块，桥梁病害存储模块对其进行存储，并且消息中间件设有桥梁病害分析***接口，桥梁病害分析***通过该接口提取将现场记录的病害数据，分析和对比工程构件标准形状和病害情况，自动生成检测报告和维护方案。
实施例2：养护人员对连续刚构桥小桩号边跨的BX6#节段进行养护处治。
首先，通过移动终端上的GPS***和第三方地图，可以实现前往桥梁的导航，当巡检人员到达桥梁，移动终端自动切换桥梁的3D模型画面，在搜索空中BX6#节段，在桥梁3D模型上通过颜色(蓝色)显示BX6#节段的位置。同时在3D模型上以不同颜色深度(淡红、浅红、深红)显示当前养护人员所处位置周围的构件，并指引养护人员向目标节段BX6#的方向前进，当深红与蓝色重叠的时候，即到达目标节段，进行相应的养护维修。
此处以连续刚构桥为例，在拱桥，斜拉桥，悬索器，等大型或结构复杂的地方均可采用。由上述实施例可见，本发明在桥梁工程构件的相应位置设置RFID标签，RFID标签内设有天线，通过控制天线的接收射频信号范围，对桥梁进行工程活动的人员携带含有桥梁3D模型和标识的移动终端进行巡检，当在RFID标签通过天线接收到射频信号反馈信息，在移动终端上自动显示该RFID标签所代表的工程构件，并读出RFID标签上记录的构件相应信息，巡检人员对工程构件进行检查后，将检查记录通过移动终端上传图像数据、文字数据和数字数据给服务器，并重新将增加整合后的构件信息写入RFID标签，服务器还设有消息中间件，消息中间件设有桥梁病害分析***接口，桥梁病害分析***通过提取现场记录数据自动生成检测报告和维护方案。本发明从根本上解决目前桥梁工程构件定位识别困难、桥梁病害记录储存麻烦等问题。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种基于RFID的桥梁工程构件定位识别巡检***,其特征在于，包括：
RFID标签，所述RFID标签设置在桥梁工程构件的相应位置，所述RFID标签设有天线，所述天线用于调整信号强度控制射频信号的接收范围；
移动终端，携带在对桥梁进行工程活动的人员身上，用于检测在活动位置处的RFID标签距离、RFID中的工程构件信息和现场记录数据上传；
服务器，所述服务器连接移动终端，用于接收现场记录数据和移动终端位置信息，实现远程记录和远程监控。
2.根据权利要求1所述的一种基于RFID的桥梁工程构件定位识别巡检***，其特征在于：所述移动终端包括RFID读写器、桥梁模型模块、GPS***、第三方地图接口、手写显示屏、摄像头、桥梁病害记录模块和无线模块。
3.根据权利要求1所述的一种基于RFID的桥梁工程构件定位识别巡检***，其特征在于：所述服务器包括消息中间件和桥梁病害存储模块，所述桥梁病害存储模块用于存储文字数据、数字数据和图片数据；所述消息中间件通过运营商无线网络连接桥梁病害记录模块，用于处理文字数据、数字数据和图片数据。
4.根据权利要求3所述的一种基于RFID的桥梁工程构件定位识别巡检***，其特征在于：所述消息中间件设有桥梁病害分析***接口，桥梁病害分析***通过消息中间件提取现场记录的文字数据、数字数据和图片数据，自动生成检测报告和维护方案。
5.根据权利要求1所述的一种基于RFID的桥梁工程构件定位识别巡检***，其特征在于：所述桥梁模型模块设有桥梁3D模型，所述3D模型根据所述RFID标签进行对应工程构件标识。
6.根据权利要求1所述的一种基于RFID的桥梁工程构件定位识别巡检***，其特征在于：所述RFID标签为无源RFID射频标签，RFID标签内储存有构件的基本信息。
7.根据权利要求1所述的一种基于RFID的桥梁工程构件定位识别巡检***，其特征在于：所述RFID标签接收射频信号的地面圆弧范围半径为：小于20m。
8.根据权利要求1所述的一种基于RFID的桥梁工程构件定位识别巡检***，其特征在于：所述RFID标签设置在桥梁表面层内距离表面：3mm～10mm。
9.一种基于RFID的桥梁工程构件定位巡检方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1)在桥梁工程构件的相应位置设置RFID标签；
S2)根据RFID标签与工程构件的对应设置情况，在移动终端内构建桥梁3D模型和工程构件标识；
S3)对桥梁进行工程活动的人员携带移动终端，行走过程中，RFID读写器发射射频信号，识别RFID标签，当在所在范围内检测到RFID标签，自动在3D模型上突显出识别到的工程构件，并读入RFID标签上记录的构件相应信息；
S4)对桥梁进行工程活动的人员对桥梁工程构建进行病害检查，将现场记录数据通过图片、文字和数据上传至服务器，并在RFID标签中写入检查记录和修改构件信息；
S5)服务器接收并存储现场记录数据，通过GPS定位***和第三方地图实现人员工作任务完成情况的远程监控。
10.根据权利要求9所述的一种基于RFID的桥梁工程构件定位巡检方法，其特征在于：所述对桥梁进行工程活动的人员携带移动终端，通过GPS***和第三方地图抵达桥梁处时，移动终端自动显示桥梁3D模型。
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