振动数据采集系统凭借其高效、可靠、低成本和非入侵性等特点,在大型民用基础工程的结构健康监测系统中得到了广泛的应用。通过对振动信号分析,提取出的特征值可以为监测人员提供早期的警报,以便进行及时地维护。本文在研究了国内外相关知识的基础上,提出了一种基于FPGA+ARM的多通道振动数据同步采集系统,并且基于本文设计的硬件平台上实现了动态位移特征值的有效计算,本文主要工作如下:1.本文确定了多通道振动数据同步采集系统的硬件总体实现方案,系统由以ALTERA公司的FPGA芯片EP4CE15F23C8为核心的数据采集与控制单元和以ST公司的ARM芯片STM32F407IGT6为核心的数据处理单元两部分组成。采集系统硬件平台包括了微处理器模块、电源模块、数据采集与转换模块、备份存储模块以及以太网等通信模块。2.完成了采集系统的软件设计与调试工作,利用FPGA实现了高速信号的同步采样、采样频率切换以及数据缓存;利用ARM实现了数据以文件形式的备份存储以及多种通信方式的数据上传。最终结合本文所设计的硬件平台,实现了12个通道的在线、稳定、同步采样。3.提出了一种基于快速总体经验模态分解与时域积分相结合的动态位移计算方法,通过FEEMD对加速度、速度、位移信号依次分解重构,有效地滤除了造成积分漂移的低频趋势项和高频噪声。在本文研究开发的数据采集系统平台上,基于多种实验场景对所提算法进行了实验验证。与引用文献中的三种常用计算方法进行对比,验证了本文所提出方法的有效性。4.基于多重滤波和双重积分方法,在FPGA硬件平台上实现了动态位移计算。利用高通滤波和低通滤波,滤除了积分过程中绝大部分的干扰项。通过模拟信号仿真实验验证了该方法动态位移计算结果的有效性,与本文所提出的基于FEEMD自适应滤波方法进行对比分析,并总结了此方法在工程应用中的优缺点。