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监测数据采集与处理软件设计解决方案

【摘要】:一套完整的能够自动、可靠地实现远程数据采集、接收、分析、实时数据显示、报警、数据入库等功能的远程监测数据采集与处理软件系统设计,是建立桥梁健康监测系统的重要环节[15]。先进的监测数据采集与处理系统软件,要求数据波形显示形象逼真,数据处理速度快捷,在实时性、稳定性好,同时要适应大型桥梁结构各种测点分布范围广、数据量大、传输距离长等远程监测监控的应用特点。

一套完整的能够自动、可靠地实现远程数据采集、接收、分析、实时数据显示、报警、数据入库等功能的远程监测数据采集与处理软件系统设计,是建立桥梁健康监测系统的重要环节[15]。它包括荷载监测模块设计、测试起止模块设计、通信链接模块设计、数据接收与处理模块设计、监测数据采集主程序设计、监测数据采集与处理系统边采边显面板设计等诸多部分。其主要任务是实时监测桥梁上测试区内的车辆荷载情况,及时启动各数据采集站的连接,远程接收各采集站发送的数据,经软件滤波、单位换算、数据分析后将各相关数据及参数由计算机前面板实时显示,直至测试阶段结束,停止数据接收,并将本次测试的各种数据入数据库保存,并进入下一次测试循环准备。因此该软件系统必须具备的功能包括在监测控制中心计算机可以实时显示桥梁上测试区域的车辆荷载形式以及环境状况,实时显示各采集量如主要控制部位的应力—应变、桥梁竖向和横向振动位移,主梁跨中横向—竖向加速度、挠度及相关桥墩的横向振动位移等的时程曲线、最大值等。先进的监测数据采集与处理系统软件,要求数据波形显示形象逼真,数据处理速度快捷,在实时性、稳定性好,同时要适应大型桥梁结构各种测点分布范围广、数据量大、传输距离长等远程监测监控的应用特点。

目前,国际上先进的系统软件设计大多采用的软件开发平台是美国国家仪器公司推出的一种虚拟仪器开发平台,其最大的优势在于其测控系统的开发。是一种基于图形编程语言的开发环境。它与传统编程语言有着诸多相似之处,如相似的数据类型、数据流控制结构、程序调试工具,以及层次化、模块化的编程特点等。但其最大的区别在于传统编程语言用文本语言编程而该平台使用图形语言即各种图标、图形符号、连线等以框图的形式编写程序。用此种编程形式无须具备太多编程经验,因为使用的都是测试工程师们熟悉的术语和图标,如各种旋钮、开关、波形图等,界面非常直观形象,易懂易读,程序修改也十分方便。包含丰富的函数库和子程序库,适用多种不同的操作系统,具备功能强大的集成开发环境,它不仅提供了几乎所有经典的信号处理函数和大量现代的高级信号分析工具,而且具备功能强大的集成开发环境,具有内置程序库,提供了大量的链接机制,完整地集成了与内插式数据采集卡等硬件的通讯,因此可以和多种主流的工业现场总线通信以及与大多数通用标准的实时数据库链接。国内外在科学研究与工程技术的各个应用领域应用开发了大量功能齐全的测控系统,取得了许多重要的成果。