|
位於印度清奈 (Chennai) 的結構工程研究中心 (SERC)，是印度科學與工業研究委員會 (CSIR) 旗下的國家實驗室之一。SERC 中的實驗力學 (EML) 部(bu)門(men)，對(dui)民(min)用(yong)建(jian)築(zhu)的(de)設(she)計(ji)和(he)分(fen)析(xi)，扮(ban)演(yan)了(le)相(xiang)當(dang)重(zhong)要(yao)的(de)角(jiao)色(se)。做(zuo)為(wei)該(gai)部(bu)門(men)正(zheng)在(zai)研(yan)發(fa)的(de)項(xiang)目(mu)中(zhong)的(de)一(yi)部(bu)分(fen)，我(wo)們(men)構(gou)建(jian)了(le)一(yi)個(ge)實(shi)時(shi)監(jian)測(ce)橋(qiao)梁(liang)和(he)民(min)用(yong)建(jian)築(zhu)健(jian)康(kang)狀(zhuang)況(kuang)的(de)係(xi)統(tong)。該(gai)係(xi)統(tong)實(shi)時(shi)采(cai)集(ji)橋(qiao)梁(liang)數(shu)據(ju)，並(bing)與(yu)遠(yuan)程(cheng)控(kong)製(zhi)工(gong)作(zuo)站(zhan)進(jin)行(xing)無(wu)線(xian)通(tong)信(xin)。
我們成功開發出的遠程監控係統，保證了低成本、高性能的廣泛發布，並結合數據分析功能，對重要建築的自然或人為損壞進行高效的監控。
係統需求
係統必須實現如下高級功能：
- 現場獨立采集數據
- 傳輸數據至遠程中央控製工作站
- 提供主/從或主/主數據采集係統選項
- 提供多傳感器輸入和多數據通信接口設備
- 優化數據
除此以外，我們還需要係統執行以下功能：
- 采集壓力和電壓數據，並通過RS232接口與中央控製工作站通信
- 在正常情況下，以指定的速率采集數據；在緊急情況下，以最大速率采集數據
- 通過RF 信號、GSM 通信和公共交換電話網絡(PSTN) 進行數據傳輸
- 無需親自到測量地點，通過更改控製工作站的通信模式構建靈活的係統
- 當通信鏈路斷開時，自動進行重新連接
- 當發生通道數據超過限定值的緊急情況時，給指定工作人員的移動電話發送短信息警告
- 改變數據采集係統的記錄速率
- 識別緊急情況，並按照用戶預先設定的更高采樣率記錄來自儀器和傳感器的數據
中央遠程控製係統具有如下特性：
- 在線實時顯示來自現場數據采集係統的采集數據
- 由中央控製工作站按照用戶定義對現場數據采集係統的功能進行遠程變更
係統描述
我們使用LabVIEW、LabVIEW Real-Time軟件，和PXI硬件，搭建了這台實時無線數據采集係統。我們使用 NI SCXI-1520 通用應變片模塊采集應變信號，使用NI PXI-6225 多功能數據采集模塊采集電壓信號，使用NI PXI-8422 /4串口模塊 采集其它信號。采集到的信號，通過 GSM/RF/PSTN 線路傳送至遠程控製工作站，以進行實時監控。
PC中央控製台通過無線網絡與兩台遠程PXI係統通信。PXI係統通過程序在指定采樣率下采集來自傳感器的數據並保存。當緊急情況發生的時候，係統使用LabVIEW Real-Time自動切換至最高存儲速率。用戶可以指定任意的緊急情況，比如颶風、地震或建築物的嚴重變形等。
係統使用LabVIEW Real-Time產生和傳輸短信息警告，並通過GSM、RF、PSTN向控製計算機傳送和顯示采集數據和分析結果。對於每個PXI係統，我們通過PXI-8422/4 RS232串口連接GSM和PSTN調製解調器，通過 NI PXI-8186 controller 上的RJ45端口連接RF的調製解調器，將數據從現場傳至遠程控製工作站。控製站比較來自兩個獨立PXI係統的不同橋梁之間的數據，並顯示報告。
係統功能
本數據采集係統被放置在便攜式麵板中，可安裝在被監控建築的附近，我們可以在控製工作站在線看到來自建築的數據，並且PXI係統記錄的數據通過無線網絡傳送至控製站進行分析。係統可以分析、處理和發送原始數據，同時在中央控製工作站監控兩個不同的民用建築，它提供了三種通信模式 (GSM,PSTN和RF)，以yi方fang便bian用yong戶hu在zai需xu要yao的de時shi候hou在zai三san種zhong模mo式shi之zhi間jian進jin行xing切qie換huan。如ru果guo某mou些xie建jian築zhu比bi較jiao大da，或huo由you很hen多duo橋qiao梁liang傳chuan感gan器qi構gou成cheng，也ye可ke在zai同tong一yi個ge建jian築zhu中zhong同tong時shi使shi用yong兩liang個gePXI係統。
其中一個PXI 係xi統tong被bei配pei置zhi為wei主zhu係xi統tong，另ling一yi個ge被bei配pei置zhi為wei從cong係xi統tong。係xi統tong采cai集ji來lai自zi其qi它ta指zhi定ding民min用yong建jian築zhu監jian控kong儀yi器qi中zhong的de數shu據ju，並bing將jiang它ta發fa送song至zhi控kong製zhi工gong作zuo站zhan。當dang電dian源yuan突tu然ran斷duan開kai時shi，係xi統tong會hui繼ji續xu斷duan電dian前qian的de操cao作zuo。除chu此ci以yi外wai，係xi統tong會hui保bao存cun多duo份fen數shu據ju記ji錄lu，每mei份fen記ji錄lu的de數shu據ju速su率lv不bu同tong，由you不bu同tong的de觸chu發fa信xin號hao激ji發fa；同時係統也會保存所有的警告信息，並將用戶需要的警告以短信息的方式發送出去。
使用堅固耐用的NI PXI和SCXI硬件與LabVIEW軟件，我們開發出通用的、靈(ling)活(huo)的(de)橋(qiao)梁(liang)和(he)民(min)用(yong)建(jian)築(zhu)健(jian)康(kang)狀(zhuang)況(kuang)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)。使(shi)用(yong)更(geng)高(gao)的(de)硬(ying)件(jian)采(cai)樣(yang)率(lv)和(he)分(fen)辨(bian)率(lv)，該(gai)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)可(ke)以(yi)提(ti)供(gong)精(jing)確(que)的(de)數(shu)據(ju)做(zuo)橋(qiao)梁(liang)故(gu)障(zhang)分(fen)析(xi)。該(gai)係(xi)統(tong)還(hai)具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的(de)擴(kuo)展(zhan)性(xing)能(neng)，以(yi)滿(man)足(zu)當(dang)前(qian)和(he)未(wei)來(lai)客(ke)戶(hu)的(de)長(chang)期(qi)需(xu)求(qiu)。它(ta)為(wei)印(yin)度(du)提(ti)供(gong)了(le)一(yi)個(ge)長(chang)效(xiao)、高性能、低成本、可廣泛分布的遠程監控係統。
|
