介紹：

大橋健康監控系統結構如圖1所示，監控系統包含多臺基于cRIO的數據采集終端，它們分布在大橋的不同位置。數據采集終端的主要任務是按照控制終端的要求，在各類傳感器的配合下采集大橋的各類環境數據、靜/ 動態響應等信號，進而將這些信號數據一方面實時傳送到監視終端；另一方面按指定的策略將部分信號數據以文件的形式存儲在本地，以供數據存儲終端下載并利用數據庫來統一管理信號數據。運行于各數據采集終端應用軟件基于LabVIEW、LabVIEW RT 和LabVIEW FPGA 構建，具有統一的軟件架構。其難點在于不同類型信號采集任務的模塊化與規范化，多機箱間精確的同步采集，以及復雜的數據存儲機制的實現。

系統硬件組成：

不同數據采集終端的具體硬件配置都不一樣，但是硬件模塊類型一致。除了機箱cRIO-9104 和嵌入式控制器cRIO-9004 外，每個采集終端都配有cRIO-9401 和cRIO-9215，在GPS 接收機的支持下，對大橋的振動信號進行GPS精確同步采集；cRIO-9215和cRIO-9203對大橋的慢變或靜態電壓、電流信號進行采集；配有ENET-485/4 對部分傳感器和調理器的串口輸出信號進行采集；同時cRIO-9401對部分數字脈沖信號（如雨量計輸出信號）進行采集和計數。

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系統軟件結構：

采集終端統一的系統軟件架構可以使上位機能通過一致的接口與其交互命令、狀態與數據，方便用戶的使用；也可以極大地提高代碼的重用性，使所有終端使用同一套代碼（不同的終端僅在FPGA 程序和配置文件信息上有所區別），方便開發人員維護代碼。采集終端系統軟件結構如圖2 所示。

圖 1 大橋健康監控系統結構

圖 2 數據采集系統軟件結構

結論：

大橋健康監控系統要監測大橋大量不同類型的信號，對于振動信號還需要精確的同步采集。這不僅要求采集終端有很好的開放性和靈活性以集成不同種類的數據采集模塊對不同類型的信號進行統一的采集，而且要求采集終端提供高性能的時鐘和觸發同步功能。同時，惡劣的海洋環境及橋面路況影響對采集終端的健壯性也提出了很高的要求。可以毫不夸張地說，NI 的cRIO 平臺是構建該采集終端的最佳解決方案。另外，LabVIEW強大的數據采集和信號處理功能極大地節省了采集終端系統軟件的開發時間，在LabVIEW RT 和LabVIEW FPGA模塊的配合下使得采集終端能夠實時高質量地完成數據采集、信號處理、數據傳送和數據存儲的工作，為整個大橋將康監控系統提供靈活、強大的底層數據支持。該數據采集終端的實現和具體應用將是cRIO 平臺在國內大橋健康監測領域的首次成功案例，對于該領域及其它相關領域的類似應用具有很強的示范性和參考價值。