桥梁轻量化监测的关键在于应用低成本、低能耗、高效率的技术及装备，根据桥梁的主要风险和结构特性，有针对性地监测关键指标，而非采用标准化监测模式全面覆盖所有潜在的监测点。
（1）基于视觉的非接触式桥梁监测技术
桥梁结构的变形监测是视觉技术最重要的应用场景之一。基于视觉的变形测量过程将复杂的图像分析技术和数学换算结合在一起，提供了一种精确和高效的变形测量方法。尽管在工程现场，强光、雨雾等环境因素以及远距离大视场下的特征点匹配问题可能会影响视觉技术的性能，但通过引入光斑质心跟踪算法和相机扰动消除算法，显著提升了其精度和鲁棒性，在此基础上开发了具备边缘计算能力的在线相机非接触式感知设备，并已在多个桥梁监测工程应用中展现出了良好的效果。
（2）基于微波干涉雷达的非接触式桥梁监测技术
基于雷达的核心原理，构建了能够同步测量结构多点位移与转角的方法，并进一步地开发出具备边缘计算能力的在线式雷达感知设备，为桥梁结构的非接触式监测提供了更多的选择，在线式雷达感知设备具备远距离、高精度、多测点的优势。首先，基于结构变形测量原理，开发了微波干涉雷达非接触式感知设备，其核心硬件包括接收天线、接收机、发射天线、发射机、信号处理机、高精度电子罗盘、激光标示器、激光测距仪、显控单元以及供电单元。为进一步增强雷达设备在实际工程应用中的实用性与工作效率，研发了具备边缘计算与自主通信能力的在线式微波雷达设备，可在本地连续捕获和处理电磁波信号，并以结构响应的数值数据进行输出。在线式雷达采用集成设计，雷达系统的各个模块被高度集成到单个芯片中，由此实现了设备的小型化，并降低了成本与能耗。
（3）基于 MCU 的感知采集一体化智能网关
通过嵌入式技术开发了基于 MCU 的智能网关作为传统工控机的替代。智能网关采用一体化设计，由高精度数据采集单元、数据处理单元、电源管理单元和无线通信单元四部分组成。集成了单片测试信号发生器的高精度数据采集单元能够实现微弱信号的捕获、滤波和模-数转换。数据处理单元 MCU 具备 GPS 定位、SD 卡存储以及时间同步功能，可实现数据的收集与存储。无线通信单元搭载了无线低功耗 LoRa 模块和大功率 Wi-Fi 模块，用于网关节点和节点之间、节点和主机之间的数据无线传输。供电单元采用可循环充电的锂电池及相应的管理电路为网关设备供电。
（4）基于云边协同的桥梁健康监测系统设计
在常规桥梁传感网络的基础上，以非接触式感知设备为核心，以智能网关为枢纽，搭建起一个云边协同的桥梁健康监测系统，系统采用“边缘端分布式采集 + 云端集中式回收处理”的架构。在边缘端，非接触式感知设备作为第一级的边缘计算，通过内嵌的智能算法将图像、电磁波等原始信号处理为结构响应数据输出至智能网关。智能网关作为第二级边缘计算，将来自加速度计、应变计、温湿度计等的模拟信号转换为数字信号，并与来自于感知设备的数据进行汇总。同时，智能网关可接收来自于外部的任务指令，并设置有判别机制，以时延的最小化为目标来判断当前计算任务由网关边缘端处理或是传输数据至云端来进行处理。
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