為基于CompactRIO的大型橋梁結構安全監測系統研究
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對于靜態(tài)數據需要進(jìn)行活載及風(fēng)振的過(guò)濾，經(jīng)過(guò)過(guò)濾后的靜態(tài)參數將僅包含溫度對結構的影響，這種過(guò)濾一般可以采用低通濾波的方式，實(shí)現的時(shí)候可以采用幅值域分析的方式。對于動(dòng)態(tài)參數則應考慮所需要測試的頻率范圍進(jìn)行帶通濾波。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/120357.htm
圖5 數據處理與控制軟件流程圖
2) 數據存儲
a) 數據存儲引擎將指定的數據按照時(shí)間標簽存入數據文件。
每個(gè)數據包中包含一個(gè)測點(diǎn)(對應一個(gè)數據采通道)一段時(shí)間(定為1秒)連續采集數據的內容。數據文件的文件名包括以下信息：采樣數據開(kāi)始時(shí)間(小時(shí)-分-秒)、數據存儲模式(數據觸發(fā)說(shuō)明)、采樣率、數據點(diǎn)數、數據最大值、最小值、均值、方差。文件內容包括各點(diǎn)采樣數據。
b) 數據文件的存儲策略根據數據存儲模式的不同而異，具體如下：
間斷存儲時(shí)，每個(gè)通道每段連續的信號數據保存為一個(gè)文件;觸發(fā)存儲時(shí)，被觸發(fā)的每個(gè)通道每段連續的信號數據保存為一個(gè)文件;人工連續存儲時(shí)，如果某通道要保存的連續數據很大，根據數據文件的大小，可以每10分鐘自動(dòng)更換一個(gè)文件保存;根據硬盤(pán)空間的大小，自動(dòng)刪除部分(一周)以前的數據文件。
四.軟件實(shí)現與現場(chǎng)成果
1. 系統軟件結構
軟件系統主要分為兩個(gè)部分：
1) 數據采集軟件(下位機FPGA部分)
作為基于LabVIEW的RT實(shí)時(shí)系統的FPGA下位機程序，能夠實(shí)時(shí)進(jìn)行大量數據的采集與存儲和控制任務(wù)，主要實(shí)現加速度、風(fēng)、溫度等信號的采樣與降采樣和振動(dòng)特征值計算、GPS對時(shí)、定時(shí)存儲、采集通道設定等功能。該部分程序燒寫(xiě)在FPGA硬件模塊上，由FPGA硬件進(jìn)行實(shí)現，經(jīng)過(guò)一系列的轉換，最終被編譯為比特流文件，并下載到FPGA模塊上運行。多個(gè)采集站采用統一軟件架構，實(shí)現采集任務(wù)的模塊化和規范化，多機箱間的精確的同步采集，同時(shí)實(shí)現數據的本地存儲。。
2) 數據處理與控制軟件(上位機部分)
數據傳輸、處理與控制軟件是基于LabVIEW8.2平臺開(kāi)發(fā)的，數據處理與控制工作站軟件平臺是基于LabVIEW8.2平臺下的狀態(tài)機機制，通過(guò)TCP協(xié)議實(shí)時(shí)接收下位機的原始數據與設備工作站的工作狀態(tài)，按照指定報文格式進(jìn)行數據的接收解譯與命令的發(fā)送。同時(shí)，使用LabVIEW自帶的信號分析、數字濾波和統計分析等子VI，完成結構狀態(tài)的特征參數提取工作。數據首先采用自定義結構體包裝，通過(guò)queue隊列形式完成各VI之間的數據交互，隊列的先進(jìn)先出機制有效的解決的數據完整性和穩定性。
3) 電力監控部分軟件
軟件平臺采用可視性強、界面豐富的NI LabVIEW平臺和數據分析技術(shù)，采用標準的數據接口。電力監測軟件為用戶(hù)提供一個(gè)可視化的監測界面，讓用戶(hù)直觀(guān)、方便、快捷地了解現場(chǎng)傳感器、UPS、磁彈儀、采集器的運行狀態(tài)，并根據數據分析的結果進(jìn)行運行狀態(tài)的調整和負荷的控制。用戶(hù)通過(guò)查詢(xún)歷史數據庫，可以調出電力設備的歷史運行狀態(tài)曲線(xiàn)，并完成上位機對應的數據管理功能。界面如圖6所示。
圖6 采集站電力監控界面
圖7 采集站狀態(tài)及控制模塊界面
3. 數據實(shí)時(shí)展示與預警軟件界面
承臺地震動(dòng)監測項目實(shí)時(shí)顯示、預警軟件子模塊界面如圖8。除了上述各個(gè)預警軟件子模塊共有的操作按鈕和顯示控件外，該模塊還有從數據處理與控制服務(wù)器傳過(guò)來(lái)的1秒鐘數據包波形圖、安裝截面位置示意圖、預警燈和信息，以及當前1秒鐘加速度時(shí)程曲線(xiàn)和自功率譜曲線(xiàn)圖。
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