分布式橋梁健康監(jiān)測數據采集傳輸系統(tǒng)及其關鍵技術研究.pdf

1、近年來，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產損失，橋梁監(jiān)測越來越受到關注。但是，在虛擬儀器已經成為主流的測試技術的今天，我國大部分橋梁健康監(jiān)測還基本處于人工監(jiān)測階段，這已經無法滿足現(xiàn)代橋梁監(jiān)測需求。在未來，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。 本文結合具體的工程項目對實現(xiàn)橋梁健康自動化監(jiān)測進行了深入研究，在分析比較了各種數據采集總線儀器的優(yōu)缺點基礎上完成了基于NI公司PXI總線平臺數據采集傳輸硬

2、件系統(tǒng)的方案設計。 在橋梁健康監(jiān)測中，加速度信號能夠反映橋梁在遭受撞擊、地震瞬間的受損情況，這就要求對加速度信號進行高分辨高精度同步數據采集，在本項目中選用NI公司PXI-4472B動態(tài)同步信號采集卡完成加速度信號采集。本文詳細分析了PXI-4472B的特點及其多卡同步的條件，針對金沙江大橋分布式監(jiān)測結構的情況，在比較了無線同步與有線同步各自特點后結合本監(jiān)測系統(tǒng)特點提出了一種適合本系統(tǒng)的有線同步方法。然后本文根據這種同步思想完成

3、了基于CPLD驅動光纖收發(fā)模塊的時鐘同步電路設計，并通過北京雙諾公司的數據采集卡MP421對這種同步方法的有效性進行了驗證。 對于虛擬儀器來說，軟件部分才是系統(tǒng)核心。本文結合金沙江橋梁監(jiān)測的工程項目中無人職守自動監(jiān)測的要求將軟件部分分成了現(xiàn)場采集單元程序和監(jiān)控中心程序兩個部分。采集單元部分完成數據采集任務、數據分析任務、數據存儲傳輸；而監(jiān)測中心軟件包含數據通信、數據分析、數據存儲和用戶管理與數據顯示等任務。在完成任務分析后，本文

4、選擇了NI公司LabVIEW作為本系統(tǒng)開發(fā)語言對各部分功能進行設計。文中著重研究了數據存儲以及數據傳輸的實現(xiàn)，對于數據存儲主要是通過LabVIEW操作數據庫軟件Microsoft Access實現(xiàn)數據分類存儲與用戶數據庫管理，而對于數據傳輸選用了DataSocket技術實現(xiàn)，文中使用LabVIEW軟件實現(xiàn)了數據處理的部分功能。接著本文對監(jiān)測中心的人機操作界面進行了詳細設計，實現(xiàn)了通過人機界面進行實時數據、歷史數據、數據處理結果的訪問。最