基于NIcRIO的多通道強震動(dòng)監測與報警系統

　　TheChallenge:

　　系統在高動(dòng)態(tài)范圍、高計時(shí)精度、高頻譜純度和多通道設計上，具有一定的難度。在FPGA上，GPS同步、數字降采樣、標定信號的多路轉換控制和多種復雜的觸發(fā)策略的實(shí)現極具挑戰性；在數據接口中，miniSEED地震數據包的封裝和基于NetSeisIP地震數據流的通信又是一個(gè)難點(diǎn)。在數據分析上，需要時(shí)域指標分析、頻譜分析和聯(lián)合時(shí)頻譜分析等綜合分析處理并進(jìn)行強震動(dòng)報警。

　　TheSolution:

　　利用NI公司的cRIO模塊和LabVIEW8.6集成開(kāi)發(fā)軟件快速構建軟硬件平臺，進(jìn)行多通道強震動(dòng)監測與報警系統開(kāi)發(fā)，實(shí)現地震動(dòng)信號調理、數據采集、時(shí)鐘同步、數據壓縮傳輸、數據實(shí)時(shí)分析、數據離線(xiàn)分析、健康診斷、突發(fā)性震動(dòng)破壞事件報警、網(wǎng)絡(luò )通信和儀器控制等功能。

　　"借助NIcRIO，我們低成本、短周期、高可靠地開(kāi)發(fā)了地震數據采集系統。系統中的數據觸發(fā)存儲功能更為強大和專(zhuān)業(yè)，支持地震業(yè)界標準的文件格式，全面滿(mǎn)足地震信號處理與分析的專(zhuān)業(yè)要求?！盎?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/NI">NIcRIO的多通道強震動(dòng)監測與報警系統”已經(jīng)在廣東虎門(mén)大橋的地震反應專(zhuān)用臺陣上投入使用，初見(jiàn)成效。"

　　1.強震動(dòng)監測與報警系統組成

　　“基于NIcRIO的多通道強震動(dòng)監測與報警系統”是針對重大工程、生命線(xiàn)工程、超高層建筑和特殊結構遠程實(shí)時(shí)長(cháng)期地開(kāi)展強震動(dòng)監測和分析其健康狀況而設計的，既能夠以分布式布設，也可以作為單一監測系統獨立工作。系統由地震觀(guān)測站點(diǎn)、專(zhuān)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )和數據中心三大部分構成，如圖1所示。

圖1強震動(dòng)監測與報警系統組成

　　地震觀(guān)測站點(diǎn)中的數據采集器采用NIcRIO數據采集模塊、GPS模塊和電源模塊搭建而成。其中cRIO由嵌入式實(shí)時(shí)控制器cRIO9014、cRIO背板cRIO9104、模擬輸入模塊cRIO9205、模擬輸出模塊cRIO9263和高速數字IO模塊cRIO9401構成。如圖2所示。

圖2多通道強震動(dòng)數據采集器內部結構