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2023 | OriginalPaper | Buchkapitel

Development of a Low-Budget Monitoring System for Expansion Joints with Real-Time Data Analyses

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Abstract

Due to the increasing difficulty of bridge maintenance, bridge monitoring is used increasingly to detect damages at an early stage.
This paper deals with the development of a low-budget monitoring system for expansion joints. The aim of this paper is to select the hardware of a low-budget monitoring system, create an artificial neural network model, that can distinguish between a good and a broken expansion joint and finally transmit the data set to a dashboard in a web application.
The idea is to record audio data directly under the expansion joints using a microcontroller. For the selection of the right hardware, two microcontrollers were tested, on the one hand Arduino Nano 33 BLE Sense and on the other hand Arduino Portenta H7 with Vision Shield. Then the audio samples are uploaded to Edge Impulse and the data set is assigned to two classes: good and damaged. An artificial neural network is then created in several steps, starting with the creation of a so-called impulse, testing the model and loading the model onto the Arduino device. The results of the monitoring system are transmitted to a dashboard in a web application in real-time.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Natalie, B.: Brückenmonitoring. Entwicklung eines Multisensor-Low-Budget-Messsystems zur Überwachung von Fahrbahnübergängen. Vienna: FH Campus Wien. Master’s thesis. 2022 Natalie, B.: Brückenmonitoring. Entwicklung eines Multisensor-Low-Budget-Messsystems zur Überwachung von Fahrbahnübergängen. Vienna: FH Campus Wien. Master’s thesis. 2022
2.
Zurück zum Zitat Lukas, A.: Bridge Monitoring: Monitoring od expansion joints by means of real-time data analyses in order to detect possible damage to the structure at an early stage. Vienna: FH Campus Wien. Master’s thesis. 2022 Lukas, A.: Bridge Monitoring: Monitoring od expansion joints by means of real-time data analyses in order to detect possible damage to the structure at an early stage. Vienna: FH Campus Wien. Master’s thesis. 2022
4.
Zurück zum Zitat Eva-Maria, E.-V.: Rechtliche und technische Grundlagen für die Beurteilung von Bestandstragwerken. Wien: FH Campus Wien. Skriptum. WS 2020/21 Eva-Maria, E.-V.: Rechtliche und technische Grundlagen für die Beurteilung von Bestandstragwerken. Wien: FH Campus Wien. Skriptum. WS 2020/21
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Zurück zum Zitat Balageas, D.F., Alfredo, C.-P.G.: Structural Health Monitoring. Lonson. ISTE Ltd 2006 Balageas, D.F., Alfredo, C.-P.G.: Structural Health Monitoring. Lonson. ISTE Ltd 2006
11.
Zurück zum Zitat Brunton, S.L., Nathan, K.J.: Data Driven Science & Engineering Machine Learning, Dynamical Systems, and Control: 2.Edition. Cornwall: TJ Books Limited 2022 Brunton, S.L., Nathan, K.J.: Data Driven Science & Engineering Machine Learning, Dynamical Systems, and Control: 2.Edition. Cornwall: TJ Books Limited 2022
Metadaten
Titel
Development of a Low-Budget Monitoring System for Expansion Joints with Real-Time Data Analyses
verfasst von
Lukas Ambros
Natalie Binder
Christian Hölzl
Markus Vill
Copyright-Jahr
2023
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-031-33211-1_80