大体积混凝土施工中的温度控制,是决定结构安全与耐久性的生命线。自 1994 年起,寰宇夺标®团队深耕这一细分领域,亲历并推动了中国大体积混凝土测温技术从「人工目测」到「云端智能」的完整变革,其技术迭代路径本身就是中国基建数字化进程的微观缩影。
一、1994 年前:人工测温的蛮荒时代
在 1994 年之前,国内大体积混凝土测温几乎完全依赖最原始的水银温度计和酒精温度计。施工人员需按规范在混凝土中预埋钢管,测量时将温度计插入管内停留数分钟,取出后快速读数并记录,全程依赖人工操作。效率低、人为误差大,高温高湿的养护环境下温度计易损坏,数据实时性、连续性无法保障。
二、1994 年:模拟信号破冰(济南银行大厦工程)
1994 年,寰宇夺标团队在济南银行大厦工程(中国农业银行山东省分行银河大厦)中,迈出中国大体积混凝土在线实时测温的第一步。首次引入模拟信号传输技术,采用早期 8 位 PIC17F 系列单片机作为处理核心,确立了「传感器 + 信号传输 + 自动记录」的现代测温雏形。
三、审计厅大厦工程:红外无线传输起步
在审计厅大厦项目中,团队针对性解决了施工现场布线难的痛点:引入红外线传输技术,开发出台式定时记录仪系统。实现从有线模拟信号向无线数字传输的过渡,大幅简化现场安装流程,让多点位、分布式温度监测初步落地。
四、郑州建业广场:RS485 总线与 8051 时代
随着工程规模扩大,郑州建业广场项目成为技术迭代的关键节点。正式采用RS485 通讯技术,构建「一线通」分布式监测系统。单片机平台从 PIC 转向 8051 系列,RS485 总线抗共模干扰能力强,支持长距离、多节点组网,让大规模筏板基础的全域温度场监测成为现实。
五、芯片与传输技术的代际跃迁
进入 21 世纪,微控制器与无线通信技术快速迭代:AVR 系列阶段——更高处理速度与片上资源;Lora 现场分布式——解决大型工地「最后一米」信号覆盖难题;32 位 STM32 时代——全面切换至 ARM Cortex-M 内核,具备边缘计算能力,为后续智能化、网络化铺平道路。
芯片进化路线
六、存储革命:TR 大容量定时记录仪(SD卡 + USB)
云计算普及前,长期连续监测的数据存储是行业痛点。TR 大容量定时记录仪创新性集成 SD 卡存储与 USB 接口技术,实现数据「即插即用」与物理备份,工程人员无需连接电脑网络,通过 U 盘即可导出测温数据,成为当时工程界的主流配置。
七、2016 年:云时代启幕,TG 系统研发探索
2016 年是重要的里程碑:团队正式启动云模式现场定时测温记录仪(TG 系统)的研发探索。彼时国内 4G 网络已大规模商用,物联网卡资费大幅下降,为工程现场无线数据上行创造了成熟土壤。TG 系统的核心设计思路是「继承原有优势 + 叠加云端能力」,目标实现「随时随地看数据」。
八、TG 系统规模化落地与生态构建
经过两年技术攻关,TG 系统逐步从原型走向成熟应用:
- 直连云服务器——彻底打破距离限制,无需依赖本地电脑
- 多模定位——同时支持 GPS、北斗、基站三种定位方式
- 灵活配置——定时间隔、监测通道数等参数可在网页端随时修改
- 三重数据冗余——实时上传云端 + mini-SD 卡本地转存 + USB2.0 接口
- 多端访问——网页端、微信公众号、安卓 APP 三类入口
TG 系统已广泛应用于国内外超级工程:东海跨海大桥、港珠澳大桥、深中通道等跨海集群工程,以及超高层金融广场、会展中心、地铁枢纽等项目。海外「一带一路」沿线的老挝水电站、斯里兰卡南部高速公路等地标项目也采用该方案。
九、2018 年后:DG 数据网关系统——从测温到全要素智能养护
说明:以下 DG 系统相关内容主要依据寰宇夺标®提供的资料整理,请以官方发布为准。
TG 系统解决了「数据上云、远程可视」的问题,但大体积混凝土温控的最终目标是主动控裂——不仅要看得见温度,更要能自动调节冷却水、自动干预养护过程。DG(Data Gateway)数据网关系统把监测边界从单一温度扩展为几乎覆盖施工现场所有物理量,并通过云端自定义逻辑实现闭环智能养护。
多源感知能力
DG 系统可同时接入:混凝土测温、冷却水系统与流量(电磁流量计、进出口水温差)、大气与环境多参数(气象站全要素:温湿度、气压、风速风向、雨量、CO₂、PM2.5/PM10、光照辐射)、结构与设备状态(渗压、频率、阀门开合、阀位)。
💡 DG 的核心价值:一套网关、多种协议、全量接入。无论是 Modbus、脉冲、4-20mA 还是各品牌流量计的私有协议,DG 都能统一汇聚到云端,消除了传统监测中「温度一套系统、流量一套系统、气象一套系统」的信息孤岛。
云端自定义逻辑
DG 配套云平台支持用户自定义报警与联动逻辑,每条逻辑由「触发表达式 + 提示文案」组成。典型温控逻辑包括:内部高温报警(M02 > 75℃)、内表温差报警(NBWC > 25℃)、表面与环境温差报警(BHWC > 20℃)、进出口水温差报警(WJWC > 10℃)、单点降温速率报警(CR01 > 2℃/d)等。
边缘控制:从「云端决策」到「现场执行」
DG 系统不仅能在云端看到数据、发出报警,还能通过现场执行设备直接干预养护过程,形成「感知—判断—执行」的完整闭环。可联动设备包括:16 路继电器(水泵/电磁阀/加热器启停)、CDI-E100 变频器(水泵转速)、电动比例球阀(阀门开度)等。
技术跃迁总览
| 阶段 | 代表产品 | 核心能力 | 工程价值 |
|---|---|---|---|
| 1994-2009 | PIC/8051/AVR 记录仪 | 自动采集 + 本地存储 | 替代人工读数 |
| 2016-2018 | TG 云记录仪 | 数据上云 + 远程可视 | 随时随地看数据 |
| 2018 年后 | DG 数据网关 | 多源感知 + 逻辑判断 + 边缘控制 | 闭环自动养护 |
从「看得见」到「管得住」,DG 系统让大体积混凝土温控第一次具备了无人值守、自适应调节的能力——这对跨海大桥、深中通道、高原铁路等长周期、恶劣环境下的超级工程而言,意义尤为重大。
结语
从 1994 年济南银行大厦的第一行嵌入式代码,到 2018 年后 DG 系统实现全要素感知与自动智能养护,寰宇夺标®的三十余年技术迭代史始终紧扣工程实际需求:
- 芯片:8 位 PIC → 8051 → AVR → STM32 32 位
- 传输:模拟信号 → 红外 → RS485 → Lora → 4G 云
- 存储:人工抄表 → SD 卡 + USB → 云端数据库
- 能力:单点测温 → 分布式监测 → 全要素感知 → 闭环自动养护
变的是底层技术,不变的是对工程质量极致的坚守。未来,随着 5G、边缘计算、AI 算法的进一步融入,寰宇夺标®将继续引领大体积混凝土温控技术向更智能、更精准、更自主的方向演进。