介紹：

大橋健康監(jiān)控系統(tǒng)結構如圖1所示，監(jiān)控系統(tǒng)包含多臺基于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/ 動態(tài)響應等信號，進而將這些信號數(shù)據(jù)一方面實時傳送到監(jiān)視終端；另一方面按指定的策略將部分信號數(shù)據(jù)以文件的形式存儲在本地，以供數(shù)據(jù)存儲終端下載并利用數(shù)據(jù)庫來統(tǒng)一管理信號數(shù)據(jù)。運行于各數(shù)據(jù)采集終端應用軟件基于LabVIEW、LabVIEW RT 和LabVIEW FPGA 構建，具有統(tǒng)一的軟件架構。其難點在于不同類型信號采集任務的模塊化與規(guī)范化，多機箱間精確的同步采集，以及復雜的數(shù)據(jù)存儲機制的實現(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。除了機箱cRIO-9104 和嵌入式控制器cRIO-9004 外，每個采集終端都配有cRIO-9401 和cRIO-9215，在GPS 接收機的支持下，對大橋的振動信號進行GPS精確同步采集；cRIO-9215和cRIO-9203對大橋的慢變或靜態(tài)電壓、電流信號進行采集；配有ENET-485/4 對部分傳感器和調理器的串口輸出信號進行采集；同時cRIO-9401對部分數(shù)字脈沖信號（如雨量計輸出信號）進行采集和計數(shù)。

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系統(tǒng)軟件結構：

采集終端統(tǒng)一的系統(tǒng)軟件架構可以使上位機能通過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），方便開發(fā)人員維護代碼。采集終端系統(tǒng)軟件結構如圖2 所示。

圖 1 大橋健康監(jiān)控系統(tǒng)結構

圖 2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件結構

結論：

大橋健康監(jiān)控系統(tǒng)要監(jiān)測大橋大量不同類型的信號，對于振動信號還需要精確的同步采集。這不僅要求采集終端有很好的開放性和靈活性以集成不同種類的數(shù)據(jù)采集模塊對不同類型的信號進行統(tǒng)一的采集，而且要求采集終端提供高性能的時鐘和觸發(fā)同步功能。同時，惡劣的海洋環(huán)境及橋面路況影響對采集終端的健壯性也提出了很高的要求。可以毫不夸張地說，NI 的cRIO 平臺是構建該采集終端的最佳解決方案。另外，LabVIEW強大的數(shù)據(jù)采集和信號處理功能極大地節(jié)省了采集終端系統(tǒng)軟件的開發(fā)時間，在LabVIEW RT 和LabVIEW FPGA模塊的配合下使得采集終端能夠實時高質量地完成數(shù)據(jù)采集、信號處理、數(shù)據(jù)傳送和數(shù)據(jù)存儲的工作，為整個大橋將康監(jiān)控系統(tǒng)提供靈活、強大的底層數(shù)據(jù)支持。該數(shù)據(jù)采集終端的實現(xiàn)和具體應用將是cRIO 平臺在國內大橋健康監(jiān)測領域的首次成功案例，對于該領域及其它相關領域的類似應用具有很強的示范性和參考價值。