凉亭雕塑的智能监测系统如何实现全生命周期健康管理

凉亭雕塑的智能监测系统需构建 “感知层 - 传输层 - 应用层” 三层架构,实现从施工到运维的全生命周期健康管理。感知层是基础,需根据雕塑材质与结构特点,安装针对性的传感器,如在金属结构部位安装应力传感器(监测结构变形)、腐蚀传感器(监测金属锈蚀程度);在石材部件安装湿度传感器(监测石材含水率)、裂缝传感器(监测石材开裂情况);在木材部件安装虫蛀传感器(监测木材内部虫患)、温度传感器(监测环境温度对木材的影响)。传感器需具备防水、耐候性,如选用 IP68 防护等级的传感器,确保在户外环境长期稳定工作。传输层负责数据的实时传输,采用 “无线 + 有线” 双备份方式,无线传输选用 LoRa、NB-IoT 等低功耗广域网技术,适合户外远距离传输;有线传输作为备份,通过网线连接关键传感器,避免无线信号受干扰导致数据丢失。数据传输过程中需进行加密处理,防止数据泄露或被篡改。应用层是核心,通过搭建云端管理平台,对收集的数据进行分析与应用。平台需具备三大功能:一是实时监测,将传感器数据以图表形式展示,如金属腐蚀程度曲线、石材裂缝发展趋势,管理人员可随时查看雕塑健康状态;二是预警报警,当数据超出安全阈值时(如应力超过材料承受极限、腐蚀程度达到警戒值),平台自动发送短信、APP 推送预警信息,同时触发现场声光报警;三是寿命预测,通过大数据分析传感器历史数据,结合材质老化模型,预测雕塑各部件的剩余使用寿命,如预测木材部件还能使用 5 年、金属结构还能使用 10 年,为维护计划制定提供依据。此外,平台可与无人机巡检系统联动,定期生成雕塑外观检测报告,结合传感器数据,形成 “内部结构 + 外部外观” 的全面健康评估,确保凉亭雕塑全生命周期安全稳定。