一、概述

橋梁在建成后，由于受到氣候、腐蝕、氧化或老化等因素，以及長期在靜載和活載的作用下易于受到損壞，相應地其強度和剛度會隨時間的增加而降低。隨著現代傳感技術、計算機與通訊技術、信號分析與處理技術及結構振動分析理論的迅速發展，大型橋梁結構健康監測與狀態評估近年來已成為國內外工程界和學術界關注的熱點。橋梁結構健康監測與安全評價系統總的目標是通過測量反映大橋環境激勵和結構響應狀態的某些信息，實時監測大橋的工作性能和評價大橋的工作條件，以保證大橋的安全運營及為大橋的養護維修提供科學依據。與傳統的橋梁監測方法(包括眾多的無損檢測技術)不同，橋梁結構健康監測與安全評價系統重在診斷可能發生結構損傷或災難的條件和環境因素，評估結構性能退化的征兆和趨勢，以便及時采取養護維修措施。而傳統的檢測方法重在損傷發生后檢查損傷的存在并采取維修加固的手段，因此，橋梁結構健康監測與安全評價系統的概念具有革命性的變革。 

二、無線監測系統

橋梁無線監測是指利用無線網絡和信息融合等技術，使用無線傳感系統替代傳統有線傳感系統，實現傳感器和中心數據采集系統之間的直接通訊。無線監測系統網絡布設比有線監測系統靈活，是橋梁健康監測的一個發展方向。

近年來國內外許多橋梁都建立了監測系統。現有的橋梁健康監測系統大多采用有線監測系統，常用傳統的電纜實現傳感器和中心采集單元的通訊。有線監測系統普遍存在著安裝造價高、環境對傳輸信號的影響較大等缺點。而無線監測系統就克服了有線監測的固有缺點。無線監測系統確保了低廉的造價和安裝費用，并使傳感器之間的通訊可靠。隨著ＭＥＭＳ等微傳感器的研究進展，為橋梁無線監測系統的發展提供了可能。無線監測系統的能量供應可通過內置電池來解決，但內置電池存在的問題有：體積較大；容納的能量有限；殼體壽命有限；體內化學物質容易污染環境；需要經常更換等缺點，不利于長期監測。取代電池的較好方法就是自我持續供能的能量發生器。

三、無線監測系統主要由以下部分構成：

１）能進行數一模轉換的傳感器；２）無線數傳模塊（DTU）；３）能源；４）激勵源。無線監測系統的傳感器多采用最近發展較快的性能優良、體積小、功能強的ＭＥＭＳ傳感器，該傳感器的低造價和低功耗促進了無線監測的發展。激勵源利用橋梁的載荷和環境激勵如風雨激振等，有著無須中斷交通和不必額外加載的優點。由于無線監測傳感器模塊無法通過傳輸線從外界獲取能量，因此該系統的自身供能問題是一個重要環節。

數據采集終端

數據采集終端根據需要安裝于各測點，分別采集保護電位的信息。終端軟件實現各模塊的初始化、監控中心IP地址和端口設置、通訊任務、狀態監測、數據處理等功能。程序采用模塊化設計，由數據采集模塊與無線模塊兩部分組成，兩模塊之間以RS232協議進行串行通信。數據采集模塊對現場保護電位進行測量，并把測量結果傳送到無線模塊，再經由無線模塊通過無線網絡傳送到數據處理中心。

主要硬件設備:GPRS DTU CM3161：

工業級GSM/GPRS MODEM：

工業級GSM/GPRS MODEM，是一款基于移動GSM/GPRS網絡平臺，內嵌工業級GSM/GPRS無線模塊的撥號上網設備。產品特別針對工業現場的復雜環境而設計,通過 RS-232或 RS-485接口. 使用簡單的AT命令交互界面，這樣用戶面對的是基于串口通訊的 AT指令接口，可以完成端到端的可靠數據通信。 標準RS232或RS485接口；

、支持標準的AT指令；

、支持短消息、撥號方式進行數據傳輸；

、工業級電源： DC7V~DC30V，內置電源反向保護；

、工業級無線模塊：內嵌德國西門子無線模塊，抗干擾強，傳輸穩定；

、金屬外殼：采用金屬外殼，防輻射，抗干擾；防雷設計；符合電力安規要求；

四、結束語

基于GPRS DTU的腐蝕遠程監控系統集成了先進的無線移動通信技術以及電子計算機技術，能夠實現對橋梁結構情況的遠程監測，為橋梁結構災害預警系統提供了技術支持，在全國橋梁結構工程災害監測領域具有很高的推廣價值。