论文部分内容阅读
随着我国各地土木工程的大力建设,在为人们带来便利的同时,工程项目本身的安全也关系着人民群众的生命财产安全。在对土木工程安全的监测中,振弦式传感器可以测量项目中压力、应力等数据,为工程安全提供参考,并且由于其稳定性好、抗干扰能力强等优点正在被广泛的使用。为实现对工程中较多采集点的监测,大多采用基于振弦式传感器构建的采集系统。目前常见的振弦式采集系统,如便携式采集系统,通常采集节点较少,对硬件的利用率低,而集中式的系统通信方式较单一,系统容易受限于施工环境,并且数据的存储和利用普遍本地化,对数据利用不足。另外,采集过程中因为供电电源、安装位置、工程电磁环境等可变因素,将会对振弦数据的采集以及数据传输造成影响,需要在电路设计、流程设计上进行优化。本文基于上述关键技术问题,结合工程中实际需求,设计了用于对振弦式传感器进行采集的多通道振弦采集系统,具体研究内容和贡献如下:首先,针对目前采集系统对多节点、分布式特点、云存储的需求,设计了全新的四层系统架构,包括云数据中心、云服务端、网关和采集设备,保证了数据传输的可靠性、稳定性及便利性。其次,在充分利用振弦传感器电学特性并考虑到提高硬件设备的利用率的基础上,设计了多通道选择电路、振弦采集电路、激振电路、通信电路等,提高了传感器采集数据的精度,增强了采集系统鲁棒性。再次,根据电路设计和采集需求设计开发并优化软件程序,保证了数据的实时准确处理、可靠传输和存储及系统稳定的长期运行。最后,对系统电路和软件进行了测试和分析,验证了振弦传感器采集数据的准确性和系统运行的稳定性。总体来说,本文研发设计的系统,实现了在多种环境下,使用多种通信方式,对大量分布的振弦传感器进行准确和稳定采集,并最终存储的需求,验证了采集的准确性和运行的稳定性。