介紹：
大橋健康監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，監(jiān)控系統(tǒng)包含多臺(tái)基于cRIO的數(shù)據(jù)采集終端，它們分布在大橋的不同位置。數(shù)據(jù)采集終端的主要任務(wù)是按照控制終端的要求，在各類傳感器的配合下采集大橋的各類環(huán)境數(shù)據(jù)、靜/ 動(dòng)態(tài)響應(yīng)等信號(hào)，進(jìn)而將這些信號(hào)數(shù)據(jù)一方面實(shí)時(shí)傳送到監(jiān)視終端；另一方面按指定的策略將部分信號(hào)數(shù)據(jù)以文件的形式存儲(chǔ)在本地，以供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)終端下載并利用數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)統(tǒng)一管理信號(hào)數(shù)據(jù)。運(yùn)行于各數(shù)據(jù)采集終端應(yīng)用軟件基于LabVIEW、LabVIEW RT 和LabVIEW FPGA 構(gòu)建，具有統(tǒng)一的軟件架構(gòu)。其難點(diǎn)在于不同類型信號(hào)采集任務(wù)的模塊化與規(guī)范化，多機(jī)箱間精確的同步采集，以及復(fù)雜的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)制的實(shí)現(xiàn)。
系統(tǒng)硬件組成：
不同數(shù)據(jù)采集終端的具體硬件配置都不一樣，但是硬件模塊類型一致。除了機(jī)箱cRIO-9104 和嵌入式控制器cRIO-9004 外，每個(gè)采集終端都配有cRIO-9401 和cRIO-9215，在GPS 接收機(jī)的支持下，對(duì)大橋的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行GPS精確同步采集；cRIO-9215和cRIO-9203對(duì)大橋的慢變或靜態(tài)電壓、電流信號(hào)進(jìn)行采集；配有ENET-485/4 對(duì)部分傳感器和調(diào)理器的串口輸出信號(hào)進(jìn)行采集；同時(shí)cRIO-9401對(duì)部分?jǐn)?shù)字脈沖信號(hào)（如雨量計(jì)輸出信號(hào)）進(jìn)行采集和計(jì)數(shù)。
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系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)：
采集終端統(tǒng)一的系統(tǒng)軟件架構(gòu)可以使上位機(jī)能通過(guò)一致的接口與其交互命令、狀態(tài)與數(shù)據(jù)，方便用戶的使用；也可以極大地提高代碼的重用性，使所有終端使用同一套代碼（不同的終端僅在FPGA 程序和配置文件信息上有所區(qū)別），方便開(kāi)發(fā)人員維護(hù)代碼。采集終端系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)如圖2 所示。
圖 1 大橋健康監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
圖 2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)
結(jié)論：
大橋健康監(jiān)控系統(tǒng)要監(jiān)測(cè)大橋大量不同類型的信號(hào)，對(duì)于振動(dòng)信號(hào)還需要精確的同步采集。這不僅要求采集終端有很好的開(kāi)放性和靈活性以集成不同種類的數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)不同類型的信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)一的采集，而且要求采集終端提供高性能的時(shí)鐘和觸發(fā)同步功能。同時(shí)，惡劣的海洋環(huán)境及橋面路況影響對(duì)采集終端的健壯性也提出了很高的要求?？梢院敛豢鋸埖卣f(shuō)，NI 的cRIO 平臺(tái)是構(gòu)建該采集終端的最佳解決方案。另外，LabVIEW強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集和信號(hào)處理功能極大地節(jié)省了采集終端系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)時(shí)間，在LabVIEW RT 和LabVIEW FPGA模塊的配合下使得采集終端能夠?qū)崟r(shí)高質(zhì)量地完成數(shù)據(jù)采集、信號(hào)處理、數(shù)據(jù)傳送和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的工作，為整個(gè)大橋?qū)⒖当O(jiān)控系統(tǒng)提供靈活、強(qiáng)大的底層數(shù)據(jù)支持。該數(shù)據(jù)采集終端的實(shí)現(xiàn)和具體應(yīng)用將是cRIO 平臺(tái)在國(guó)內(nèi)大橋健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的首次成功案例，對(duì)于該領(lǐng)域及其它相關(guān)領(lǐng)域的類似應(yīng)用具有很強(qiáng)的示范性和參考價(jià)值。