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《武汉理工大学》 2008年
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桥梁结构健康监测实时数据采集系统设计

许建军  
【摘要】: 随着经济的飞速发展,我国桥梁建设取得了令人瞩目的巨大成就。但是由于外界环境等因素的影响,桥梁结构不可避免地出现损伤积累和抗力衰减。如何及时、准确地检测桥梁的健康状况,越来越引起人们的关注。桥梁结构健康监测的作用是通过对桥梁结构状态的监测与评估,为桥梁在特殊气候、特殊交通条件下或运营状况严重异常时触发预警信号,分析评估桥梁的使用寿命,并为桥梁的养护、维修与管理决策提供科学的依据。 目前,国内外出现了许多传统的结构健康监测技术,但它们的采集速度慢、精度差、误差较大,而且成本较高,在应用上存在较大的局限性。本文针对桥梁结构健康监测现状,以实时性、长期性和精确性为目标,设计了一种采用PROFIBUS-DP现场总线的实时数据采集系统。它能够采集到准确、可靠、有代表性的、能如实反映结构状态的各种特征信息,进而对桥梁结构的健康状态和安全寿命做出正确的评估,为验证设计和修改规范提供技术支持。 开发用于桥梁结构健康监测的多通道、同步的、实时的、低成本的数据采集系统具有重要的研究意义。围绕这一研究主题和目标,本文主要完成了以下几个方面的工作: 1.分析国内外桥梁结构健康监测的研究现状,指出目前研究的进展和不足。针对本文的目标要求,确定系统的主要监测内容,并以此来选择传感器; 2.根据本系统数据传输的特点,确定适合本研究课题的通信传输方式,并以此来构建数据采集系统的总体框架; 3.重点开发系统的从站。深入讨论从站关键部分电路的设计,阐述利用可编程逻辑器件对多片多通道ADC进行同步控制及实现实时采集的方法,确定总线接口电路的解决方案,并且说明从站软件开发的结构体系和具体方法; 4.以经济性和实用性的原则,给出系统的主站配置方案,讨论监控软件的关键技术和主要功能,对采集的原始数据进行处理、存储和显示,实现实时监测桥梁健康状态的目的。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP274.2

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