基于物联网与云计算的实时结构健康监测系统

对各种结构行为（特别是位移和加速度）的实时监测可为人们提供重要且有价值的信息，例如可用于主动控制或损伤预警。随着物联网和客户端Web技术的最新发展，无线集成传感器设备如今能够将实时原始传感器信号处理为目标测量值（如位移），然后通过标准协议将结果发送至互联网上的服务器。监测结果在服务器中进一步处理以实现可视化，计算所得结果实时推送至浏览器或移动应用等已连接的客户端。我们构建了一个基于云的实时系统，可接收异构物联网数据，允许用户根据真实结构在线创建三维模型，并可在该模型中可视化监测结果。本文阐述了所提出系统的软件架构，并重点介绍了所用技术，如客户端脚本、NoSql数据库和套接字通信。我们还提出了展示三维结构模型整体运动与形状变换的挑战。为此，通过转换各传感器设备在全球坐标系中测得的监测结果，获得每个内部连接单元的旋转与平移。为克服此问题，我们创建了一种逆运动计算方法。使用一个简单的三维两级结构模型与模拟传感器位移来演示系统功能并验证逆运动计算方法。