引論：我們為您整理了1篇防空工程施工質量遠程監測系統范文，供您借鑒以豐富您的創作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發您的創作靈感，讓您的文章更具深度。
1引言
防空工程大多為地下防護建筑，以水泥為主要施工材料。對防空工程施工質量的監測[1]實質上對多參數（位移、強度、施工工藝、均勻性和水泥用量等）的監測，主要通過監測元件、測試元件和儀器等，將其安裝在工程項目的關鍵部位上，實現對施工過程中建筑施工質量的遠程監測，對后期分析工程的安全狀況，判斷其承受動、靜態荷載的能力和可靠性提供多方面的參考依據[2]。但隨著建筑環境的不斷變化，對防空工程施工質量存在一定影響。為此，該領域研究人員對其質量的監控進行了很多研究。陳金州提出一種基于GPRS網絡的施工監測系統，該系統首先分析了現有施工工程監測中存在的數據傳輸問題，針對此不足，通過GPRS無線網絡將傳輸的數據進行管理，通過B/S模式對工程數據進行訪問，完成工程施工質量的實時監測。該系統可有效提升工程數據傳輸的速度，但系統對施工質量數據監測誤差較大[3]；倪仕文提出設計一種土石壩填筑碾壓施工質量實時監控系統。該系統針對施工監測的關鍵點，規劃施工質量監測系統的總體功能，對施工數據進行采集和傳輸，并通過圖形算法對施工的質量進行全天候的監控。該系統可有效確保施工質量，但該系統設計中對施工質量數據的獲取數量較少，存在監測數據誤差大的問題[4]?；谏鲜鱿到y設計中存在的不足，本文在物聯網技術的基礎上，提出了防空工程施工質量遠程監測系統設計方案。物聯網技術是以互聯網技術為基礎，通過對源端信息增加傳感網絡，獲取更為具體的物體信息，通過傳感器獲取施工現場各類數據指標，并通過無線傳輸方式將數據傳送至服務器中，經過服務器的分析處理后，轉送給系統中各節點，實現對施工質量的監測。與傳統系統相比本文系統具有一定優勢。
2基于物聯網技術的施工質量遠程監測系統
從防空工程應用情況來看，由于水泥土是整個防空工程施工過程中最主要的材料，受多方面因素的影響，對水泥土是否攪拌均勻、強度是否達標等的監測工作需要得到充分的重視。本文運用物聯網技術構建施工質量遠程監測系統，利用多種傳感器獲取工程信息參數，并通過通信網絡將采集到數據進行傳輸，對傳輸的數據進行自動化處理，實現防空工程施工質量的評估，并將評估結果通過電腦終端和移動終端反饋給工作人員，從而實現對防空工程的施工質量實時監測?；谖锫摼W技術的施工質量遠程監測系統總體框架如圖1所示。
3施工質量監測系統設計
3.1系統硬件設計
3.1.1數據采集模塊在工程設備相應位置安裝各類傳感器[5],并采集施工時數據。系統監控項目和傳感器如表1所示。
3.1.2數據傳輸模塊防空工程施工質量監測傳感器將采集到的數據借助通信技術傳送至數據處理中心或服務器中。大多具備外部通信傳輸的傳感器需要按照相關協議設計通信接口。目前，常用數據傳輸方式主要包括有線傳輸和無線傳輸。有線傳輸和無線傳輸比較常用協議如表2所示。綜合對比之下，本文選擇無線傳輸作為主要傳輸方式。多數傳感器僅支持RS232和RS485兩種傳輸協議。本文系統中，當傳感器采集到施工現場各項數據后，選擇無線傳輸將數據傳輸到服務器，需要相應轉換設備將數據轉換為可直接讀取形式。
3.2系統軟件設計
3.2.1上位機通信模塊設計為及時獲取遠程防空工程施工質量監測信息，可通過高級編程語言共同組建遠程監測系統上位機模塊。通過將上位機通信接口與互聯網通信接口相連接，上位機可直接接收傳送至計算機的遠程監測數據，將施工現場實時數據自動或定時保存在數據庫中，方便后期直接調取實時數據、歷史數據[6]和報表等。為了保證上位機模塊處于安全穩定的運行環境中，采用C/S架構不僅可以有效管理用戶權限信息，還可通過設置多級權限對系統進行整體控制。上位機模塊主要接收來自傳感器采集到現場數據和GPRS上傳的原始數據，并對其進行分析解讀，顯示在系統程序中。同時，上位機還具備趨勢圖、棒圖、狀態圖等動態圖表顯示功能，對低于報警閾值現場突發狀況可及時報警處理。該模塊設計中，將傳感器采集到工程質量數據直接通過GPRS網絡傳送至計算機。開啟VPN（VirtualPri-vateNetwork，虛擬專用網絡），并為所有VPN用戶設置固定內網IP，在進行端口映射，將傳送至計算機的數據直接轉送至VPN的每個用戶的固定內網IP中。此時，無論上位機處于何種環境下，只要可以連接無線網絡訪問互聯網，即可實現直接向服務器進行VPN撥號并獲取相應IP地址。將施工質量數據上傳至計算機中，GPRS數據則會直接轉送至VPN客戶端，實現隨時隨地遠程監測。
3.2.2信息處理模塊設計防空工程施工質量監測系統設計中，信息處理模塊與監測對象、監測數據和管理要求存在密切關系，因此對防空工程施工質量監測的信息進行處理。（1）數據管理維護子模塊數據管理維護子模塊的主要是對來自傳感器的數據進行管理，將其轉換為統一格式，方便用戶直接讀取。該模塊功能包括數據維護、數據歸類和數據備份。數據維護中根據不同用戶的讀寫習慣，將數據轉換為統一的格式方便讀?。粩祿w類是對傳感器采集到的現場數據進行分類歸納，將相同類型的數據整合；數據備份是對存儲在該子模塊中數據進行定時備份，以便于后期對數據的分析。隨著備份數據的不斷增加，后續可以使用增量備份來滿足系統需求；（2）數據分析統計子模塊數據分析統計子模塊的主要功能是為工作人員提供施工質量監測數據的查詢、生成報表和數據顯示等，滿足工作人員日常監測需求。該子模塊還具備實時顯示數據[7]、數據分析對比和數據查詢與統計等功能。實時顯示數據是將傳感器終端采集到的數據以圖表、文字的形式直觀地呈現在用戶面前，包括建筑工程水平位移、傾斜、水泥土強度和均勻情況等的變化。以直方圖、曲線圖和餅圖的形式展現，或者也可采用虛擬仿真技術展現防空工程整體效果；數據分析對比則能為工作人員提供歷史數據和現有數據的對比，保證工程項目的安全進行；數據查詢與統計為工作人員提供多種形式數據查詢方式，并且提供多種數據統計報表供用戶選擇；（3）遠程監測模塊設計將傳感器終端與PLC編程控制器連接，利用傳感器作為網絡節點，并通過Zigbee網絡實現系統中各節點、現場網絡節點與關鍵數據傳輸[8]。數據上行傳輸可實現資源的共享與集中管理，下行傳輸則可拓展數據的控制范圍。該模塊還具備自動模式，實現對施工現場的自動監測，當出現異常信號時，觸發報警機制，提醒工作人員及時查看故障。并且在遠程監測終端，工作人員還可通過通信傳輸模塊向傳感器發送指令，傳感器接收到指令后轉送至其他模塊，實現對施工質量的遠程監測。
4系統性能測試
4.1測試環境設定防空工程施工中，水泥土質量受多方面因素影響，水泥用量不同、施工土質變化和水泥混合均勻度等對其產生不同的影響。在本文系統性能測試中，其他條件均為一致，將水泥土強度作為施工質量的評定指標。
4.2測試性能指標在施工過程中，水泥土強度主要受段灰量（即建筑物每米加入水泥土的質量）的影響比較大。在本文設計的遠程監測系統中，給出了水泥漿密度、段漿量和水灰比等相比指標。水泥土標貫擊數也可反映水泥土強度大小，為此，本文將監測系統置于正在施工的某處防空工程中，將監測系統采集到的每段（1m）水泥用量數據與水泥的標貫擊數建立相對應的關系。水泥標貫擊數與段灰量的擬合曲線如圖2所示。其中，擬合曲線的計算公式如下：（3）式中，N'表示某段（1m）水泥土的標貫擊數；C表示該段的段灰量。從式（3）中可以看出，水泥土的標貫擊數與強度呈線性關系。根據防空工程施工規范可知，施工過程中每段段灰量不小于55kg/m時，即可評定為100分，施工等級為優。本文綜合考慮各方面因素，當實際段灰量大于等于設計要求的90%（即49.5kg/m）時，即為優，評定60分。由于建筑工程強度與段灰量呈線性關系，中間值評分按線性內插值計算得出。通過線性關系，計算得到，當每段段灰量為41.25kg/m時，為良，評定0分。具體評分標準如表3所示。
4.3系統測試結果分析對某處防空工程施工現場采用本文設計監測系統進行遠程監測。表4為該處防空工程施工現場段灰量評定得分。在該處施工現場共安置8個監測點，每個監測點的段灰量與得分如表4所示。從表4數據中可以看出，運用本文方法可精確評價施工現場建筑物的強度，為后續進行施工質量評價提供參考依據。法對該處施工現場進行總體質量評價，并與專業檢測結果進行分析對比。圖3為防空工程施工質量評定結果。從圖3中可以看出，本文系統對施工質量評定標準與專業檢測結果較為接近，可對防空工程的施工質量進行有效地監測，驗證了所設計系統的有效性。
5結束語
本文利用物聯網技術對防空工程施工質量進行監測，通過對系統總體功能的設計，以及硬件和軟件功能的詳細設計，借助物聯網技術實現了防空工程施工質量的監測。所設計系統有助于確保施工現場的安全和對施工質量的遠程監測。
參考文獻:
[1]張振,沈鴻輝,程義,等.基于物聯網技術的水泥土攪拌樁施工質量評價[J].施工技術,2020,49(19):7-11.
[2]黃鳳輝,俞龍.基于物聯網技術的智能投料機遠程監控系統設計[J].農機化研究,2020,42(1):227-230,236.
[3]陳金州,張妮.基于GPRS網絡的振弦式應變橋梁施工監測系統研究[J].施工技術,2020,49(17):6-8,13.
[4]倪仕文,彭衛平,王蟬,等.土石壩填筑碾壓施工質量實時監控系統研究與應用[J].水力發電,2019,45(7):84-88.
作者:李鋒 單位:廣西南寧人防建設監理有限責任公司