基于PXI总线和LabVIEW RT的桥梁结构健康监测及预警系统实现

统一整理在本地服务器保存，然后将本地保存路径信息和每个文件中数据的统计值(最大、最孝均值)进入数据库表格进行管理。数据库应用程序采用SQL Server 2000平台开发，数据库只储存数据文件信息，而非实际的监测数据，从而有效地减轻了海量监测数据对数据库构成的压力。

监控中心结构安全预警服务器上基于LabVIEW开发的实时预警、处理应用程序通过TCP/IP实时地接收下位机发送过来的原始信号数据，并通过采用LabVIEW中自带的信号分析、数学运算、统计分析等子VI将这些原始数据处理转换成实际工程量数据，如大桥结构整体线型、挠度、应力、桥塔偏位等，然后与这些结构响应参数的设计值进行比较，如超出阈值界限或数据明显不正常，则及时以黄灯或红灯闪烁分别对应两级报警的形式通知用户。同时，该应用程序还通过NI Database Connectivity Toolset 工具包与数据库连接，将每一路信号的报警结果入库保存，供后期查询。对于结构振动模态分析、应力疲劳分析等需要人工干预的数据处理则在监控中心的结构健康评估服务器上通过数据库查询，调出已经下载到本地的原始监测数据文件，用其他专业软件进行后期离线分析、处理与评估。

监控中心的数据传输、处理与控制服务器通过光纤以太网接收实时监测数据。在LabVIEW平台上开发上位机软件，完成数据的接收、处理与显示，同时实现对远程数据采集站控制器的开始采集、停止采集、重新启动等控制操作。另外，通过“系统设置”按钮可以完成对控制器系统信息、采集模块和采集任务配置文件的下载、编辑和上传等功能。上位机软件界面如下图4所示。

图4. 上位机数据传输、处理与显示软件界面

四、结论与展望

应用NI公司数据采集的PXI硬件平台和LabVIEW及RT软件平台，集成了大跨度桥梁结构健康监测系统。该系统综合应用了NI公司高性能、高精度和带隔离抗干扰的数据采集硬件模块和保证高可靠性的LabVIEW RT开发模块，不仅满足了桥梁监测系统对抗环境恶劣性、实时性和长期运行稳定性的要求，也大大缩短了系统开发周期，节约了开发成本。系统经过了几个月的运行，目前运行情况良好、稳定。

为适应未来更大规模的大桥监测系统的需求，在硬件平台上，可以考虑NI公司的更适合于分布式数据采集，工作温度范围更广(-40℃～70℃)也更坚固可靠的ComPACtRIO系统。