分布式橋梁健康監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、近年來(lái)，橋梁安全事故頻發(fā)，各種橋梁坍塌事故造成大量人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，橋梁監(jiān)測(cè)越來(lái)越受到關(guān)注。但是，在虛擬儀器已經(jīng)成為主流的測(cè)試技術(shù)的今天，我國(guó)大部分橋梁健康監(jiān)測(cè)還基本處于人工監(jiān)測(cè)階段，這已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代橋梁監(jiān)測(cè)需求。在未來(lái)，橋梁健康系統(tǒng)將成為大型橋梁安全保障體系的發(fā)展趨勢(shì)。 本文結(jié)合具體的工程項(xiàng)目對(duì)實(shí)現(xiàn)橋梁健康自動(dòng)化監(jiān)測(cè)進(jìn)行了深入研究，在分析比較了各種數(shù)據(jù)采集總線儀器的優(yōu)缺點(diǎn)基礎(chǔ)上完成了基于NI公司PXI總線平臺(tái)數(shù)據(jù)采集傳輸硬

2、件系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。 在橋梁健康監(jiān)測(cè)中，加速度信號(hào)能夠反映橋梁在遭受撞擊、地震瞬間的受損情況，這就要求對(duì)加速度信號(hào)進(jìn)行高分辨高精度同步數(shù)據(jù)采集，在本項(xiàng)目中選用NI公司PXI-4472B動(dòng)態(tài)同步信號(hào)采集卡完成加速度信號(hào)采集。本文詳細(xì)分析了PXI-4472B的特點(diǎn)及其多卡同步的條件，針對(duì)金沙江大橋分布式監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)的情況，在比較了無(wú)線同步與有線同步各自特點(diǎn)后結(jié)合本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)特點(diǎn)提出了一種適合本系統(tǒng)的有線同步方法。然后本文根據(jù)這種同步思想完成

3、了基于CPLD驅(qū)動(dòng)光纖收發(fā)模塊的時(shí)鐘同步電路設(shè)計(jì)，并通過(guò)北京雙諾公司的數(shù)據(jù)采集卡MP421對(duì)這種同步方法的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。 對(duì)于虛擬儀器來(lái)說(shuō)，軟件部分才是系統(tǒng)核心。本文結(jié)合金沙江橋梁監(jiān)測(cè)的工程項(xiàng)目中無(wú)人職守自動(dòng)監(jiān)測(cè)的要求將軟件部分分成了現(xiàn)場(chǎng)采集單元程序和監(jiān)控中心程序兩個(gè)部分。采集單元部分完成數(shù)據(jù)采集任務(wù)、數(shù)據(jù)分析任務(wù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)傳輸；而監(jiān)測(cè)中心軟件包含數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和用戶管理與數(shù)據(jù)顯示等任務(wù)。在完成任務(wù)分析后，本文

4、選擇了NI公司LabVIEW作為本系統(tǒng)開發(fā)語(yǔ)言對(duì)各部分功能進(jìn)行設(shè)計(jì)。文中著重研究了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)，對(duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)主要是通過(guò)LabVIEW操作數(shù)據(jù)庫(kù)軟件Microsoft Access實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分類存儲(chǔ)與用戶數(shù)據(jù)庫(kù)管理，而對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸選用了DataSocket技術(shù)實(shí)現(xiàn)，文中使用LabVIEW軟件實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理的部分功能。接著本文對(duì)監(jiān)測(cè)中心的人機(jī)操作界面進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)人機(jī)界面進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理結(jié)果的訪問(wèn)。最