Δομική παρακολούθηση της υγείας των αστικών υποδομών χρησιμοποιώντας ασύρματους αισθητήρες δόνησης: 8 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:35

Η φθορά του παλιού κτιρίου και της αστικής υποδομής μπορεί να οδηγήσει σε μοιραία και επικίνδυνη κατάσταση. Η συνεχής παρακολούθηση αυτών των δομών είναι υποχρεωτική. Η διαρθρωτική παρακολούθηση της υγείας είναι μια εξαιρετικά σημαντική μεθοδολογία για την αξιολόγηση της «υγείας» μιας δομής με την αξιολόγηση του επιπέδου φθοράς και της υπολειπόμενης διάρκειας ζωής των συστημάτων πολιτικής υποδομής.

Τα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων έχουν εγκατασταθεί σε πολλές βιομηχανικές εφαρμογές όπως ανάλυση κραδασμών ανεμογεννητριών, ανάλυση κραδασμών υδροστρόβιλων κ.λπ. Η μέτρηση του αριθμού των κραδασμών, της θερμοκρασίας και άλλων πτυχών μπορεί να μας βοηθήσει να αποτρέψουμε τη ζημιά και τη φθορά της υποδομής.

Σε αυτό το Instructable θα περάσουμε από Ασύρματους Αισθητήρες Δονήσεων και Θερμοκρασίας και τα πλεονεκτήματά του στην παρακολούθηση της δομικής Υγείας. Εδώ λοιπόν θα επιδείξουμε τα εξής-

• Ασύρματοι αισθητήρες δόνησης και θερμοκρασίας.
• Δομική παρακολούθηση χρησιμοποιώντας αυτούς τους αισθητήρες.
• Συλλογή και ανάλυση των δεδομένων χρησιμοποιώντας τη συσκευή Wireless gateway
• Δημοσίευση και εγγραφή σε δεδομένα αισθητήρα χρησιμοποιώντας Ubidots

Βήμα 1: Προδιαγραφές υλικού και λογισμικού

Προδιαγραφές λογισμικού

• Ένας λογαριασμός UbiDots
• Arduino IDE

Προδιαγραφή υλικού

• ESP32
• Ασύρματος αισθητήρας θερμοκρασίας και δόνησης
• Δέκτης Zigmo Gateway

Βήμα 2: Ασύρματοι αισθητήρες δόνησης και θερμοκρασίας

Πρόκειται για έναν ασύρματο αισθητήρα κραδασμών και θερμοκρασίας Industrial IoT Long Range, που μπορεί να υπερηφανεύεται για εμβέλεια 2 Mile χρησιμοποιώντας αρχιτεκτονική ασύρματης δικτύωσης πλέγματος. Ενσωματώνοντας έναν αισθητήρα δόνησης και θερμοκρασίας 16-bit, αυτός ο αισθητήρας μεταδίδει υψηλής ακρίβειας δεδομένα δόνησης σε διαστήματα καθορισμένα από τον χρήστη. Έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

• Αισθητήρας δόνησης βιομηχανικού βαθμού 3 αξόνων με εύρος ± 32g
• Υπολογίζει δόνηση RMS, MAX και MIN g
• Αφαίρεση θορύβου χρησιμοποιώντας φίλτρο χαμηλής διέλευσης
• Εύρος συχνοτήτων (εύρος ζώνης) έως 12, 800 Hz
• Ρυθμός δείγματος έως 25, 600Hz
• Κρυπτογραφημένη επικοινωνία με ασύρματο εύρος 2 μιλίων
• Εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας -40 έως +85 ° C
• Επιτοίχιο ή με μαγνήτη περίβλημα με βαθμολογία IP65 Παράδειγμα λογισμικού για Visual Studio και LabVIEW
• Αισθητήρας δόνησης με εξωτερική επιλογή ανιχνευτή
• Έως 500, 000 κιβώτια ταχυτήτων από 4 μπαταρίες AA Πολλές διαθέσιμες επιλογές πύλης και μόντεμ

Βήμα 3: Γενικές οδηγίες δόνησης

Ακολουθούν ορισμένα προτεινόμενα πρότυπα δόνησης, μπορείτε να συγκρίνετε αυτές τις ενδείξεις με τον αισθητήρα θερμοκρασίας δόνησης ασύρματης δόνησης IoT Long Range για να διαπιστώσετε εάν η συσκευή σας λειτουργεί σωστά ή εάν μπορεί να απαιτεί σέρβις (σημειώστε ότι ο πραγματικός εξοπλισμός και η εφαρμογή μπορεί να διαφέρουν):

• 0,01g ή λιγότερο - Άριστη κατάσταση, Δεν απαιτείται ενέργεια
• 0,35g ή λιγότερο - Καλή κατάσταση, Δεν απαιτείται καμία ενέργεια εκτός εάν το μηχάνημα είναι θορυβώδες ή λειτουργεί σε ανώμαλη θερμοκρασία
• 0,5 g ή λιγότερο - Εύλογη κατάσταση, Δεν απαιτείται καμία ενέργεια εκτός εάν το μηχάνημα είναι θορυβώδες ή λειτουργεί σε ανώμαλη θερμοκρασία
• 0,75g ή περισσότερο- Τραχιά κατάσταση, απαιτούνται πιθανές ενέργειες εάν το μηχάνημα είναι θορυβώδες και επίσης ελέγξτε τη θερμοκρασία του εδράνου
• 1g ή περισσότερο - Πολύ σκληρές συνθήκες, περαιτέρω ανάλυση και δείτε αν το κάνει συνεχώς. Επίσης, ελέγξτε για θόρυβο και θερμοκρασία
• 1,5g ή περισσότερο - Επίπεδο κινδύνου, υπάρχει σίγουρα πρόβλημα στο μηχάνημα ή την εγκατάσταση. Επίσης, ελέγξτε το ημερολόγιο θερμοκρασίας
• 2,5 g ή περισσότερο - Απενεργοποιήστε αμέσως το μηχάνημα και αναζητήστε πιθανές αιτίες. Καλέστε έναν τεχνικό για άμεση επισκευή Για βαριά μηχανήματα, αυτές οι ενδείξεις θα μπορούσαν να είναι 1,5 έως 2 φορές περισσότερες από αυτές που αναφέρονται παραπάνω.

Βήμα 4: Λήψη των τιμών του αισθητήρα δόνησης

Οι τιμές δόνησης που λαμβάνουμε από τους αισθητήρες είναι σε millis. Αυτά αποτελούνται από τις ακόλουθες τιμές

• rms δόνηση κατά μήκος του άξονα x.
• rms δόνηση κατά μήκος του άξονα y.
• rms δόνηση κατά μήκος του άξονα z.
• ελάχιστη δόνηση κατά μήκος του άξονα x.
• ελάχιστη δόνηση κατά μήκος του άξονα y.
• ελάχιστη δόνηση κατά μήκος του άξονα z.
• μέγιστη δόνηση κατά μήκος του άξονα x.
• μέγιστη δόνηση κατά μήκος του άξονα y.
• μέγιστη δόνηση κατά μήκος του άξονα z.

Βήμα 5: Δημοσίευση των τιμών στους Ubidots

Τώρα για να απεικονίσετε τα δημοσιευμένα δεδομένα στον πίνακα ελέγχου του Ubidots. πρέπει να προσθέσουμε τις μεταβλητές και τα widget σε αυτό

Κάντε κλικ στο σύμβολο "+" στην επάνω δεξιά γωνία

• Επιλέξτε το Widget
• προσθέστε τη μεταβλητή

Βήμα 6: Οπτικοποιήστε τα δεδομένα

Βήμα 7: Ειδοποίηση μέσω ηλεκτρονικού ταχυδρομείου μέσω Ubidots

Το Ubidots μας δίνει ένα άλλο εργαλείο για την αποστολή ειδοποίησης μέσω email στον χρήστη. Δημιουργήσαμε ένα συμβάν συναγερμού θερμοκρασίας, όταν κάθε φορά που η θερμοκρασία ξεπεράσει τους 30 βαθμούς, ένα αυτοματοποιημένο μήνυμα θα αποστέλλεται στον χρήστη. Όταν επιστρέψει στην κανονική κατάσταση, ένα άλλο αυτοματοποιημένο μήνυμα αποστέλλεται στον χρήστη για να τον ειδοποιήσει.

Βήμα 8: Συνολικός κώδικας

Το υλικολογισμικό αυτής της ρύθμισης μπορεί να βρεθεί σε αυτό το αποθετήριο GitHub