监视建筑物结构健康涉及到分布在广阔区域里的大量的传感器。分布式测量系统使用多种网络化数据采集设备,每台设备连接一组传感器,这样可以极大的减少传感器电缆的数量,简化系统安装。然而由于多数健康监测系统都需要可靠的系统级参考时钟,因此分布式系统必须能够在整个结构体内精确而可靠的进行同步地传感器测量。但是多数通信网络不能提供这种同步功能,更为高级的系统可以使用GPS或其它确定性网络技术用于整个系统的同步。
例如,CompactRIO可以使用GPS接收器在整个桥梁、体育馆或其他大型结构体上对测量进行同步。若需了解更多信息,请查阅《实现高通道数和分布式SHM应用的同步技术简介》。
5. 软件
软件是SHM系统中至关重要的部分。无论是在结构体上进行便携式测试,还是部署长期监视系统,都必须要考虑数据采集、数据记录、实时处理和控制、通信、数据可视化显示和报表、后端数据处理和管理等应用需求。
应用程序开发环境和数据记录软件
LabVIEW是工业标准的图形化设计环境和编程语言,它提供了图形化的方法对代码进行直观显示,进而提高编程效率。与传统文本编程语言相比,LabVIEW的图形化设计方法借助于并行化计算和更短的学习曲线,极大改善了程序的性能。图4显示了采集并显示多个波形和同步图像显示的LabVIEW应用程序。
图4. LabVIEW图形化开发环境提供了强大的图形和可视化工具,用于自定义的用户界面和数据显示(图像由Wiss, Janey, Elstner等同事授权使用).
LabVIEW图形化编程开发环境兼容多种计算平台,其中包含了嵌入式控制器如CompactRIO等。因此,借助于LabVIEW丰富的功能,用户可以通过LabVIEW Real-Time软件和CompactRIO开发出个性化的高性能嵌入式监测系统。