基于NI cRIO的多通道強(qiáng)震動(dòng)監(jiān)測與報(bào)警系統(tǒng)開發(fā)
應(yīng)用領(lǐng)域:遠(yuǎn)程監(jiān)測/控制
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/108860.htm挑戰(zhàn):系統(tǒng)在高動(dòng)態(tài)范圍、高計(jì)時(shí)精度、高頻譜純度和多通道設(shè)計(jì)上,具有一定的難度;在FPGA上,GPS同步、數(shù)字降采樣、標(biāo)定信號的多路轉(zhuǎn)換控制和多種復(fù)雜的觸發(fā)策略的實(shí)現(xiàn)極具挑戰(zhàn)性;在數(shù)據(jù)接口中, miniSEED地震數(shù)據(jù)包的封裝和基于NetSeisIP地震數(shù)據(jù)流的通信又是一個(gè)難點(diǎn);在數(shù)據(jù)分析上,既可以分析信號的時(shí)域指標(biāo),又可進(jìn)行頻譜分析和時(shí)頻譜分析并綜合數(shù)據(jù)處理結(jié)果進(jìn)行強(qiáng)震動(dòng)報(bào)警。
應(yīng)用方案:利用NI公司的cRIO模塊和LabVIEW 8.6集成開發(fā)軟件快速構(gòu)建軟硬件平臺,進(jìn)行多通道強(qiáng)震動(dòng)監(jiān)測與報(bào)警系統(tǒng)開發(fā),實(shí)現(xiàn)地震動(dòng)信號調(diào)理、數(shù)據(jù)采集、時(shí)鐘同步、數(shù)據(jù)壓縮傳輸、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析、數(shù)據(jù)離線分析、健康診斷、突發(fā)性震動(dòng)破壞事件報(bào)警、網(wǎng)絡(luò)通信和儀器控制等功能。數(shù)據(jù)采集器的終端軟件采用Sever和Client兩種模式并行工作,在廣東虎門大橋的地震反應(yīng)專用臺陣的應(yīng)用中,一方面將采集到的36通道震動(dòng)信號,實(shí)時(shí)封裝成miniSEED地震數(shù)據(jù)包,以Client方式,按照NetSeisIP協(xié)議發(fā)送到路橋公司的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器,再由其它地震專業(yè)處理模塊進(jìn)行互相關(guān)處理;另一方面,數(shù)據(jù)采集器作為Sever,監(jiān)聽數(shù)據(jù)中心上位機(jī)通信分析軟件的各項(xiàng)功能請求并作出相關(guān)響應(yīng),實(shí)現(xiàn)對大橋的強(qiáng)震動(dòng)監(jiān)測與報(bào)警。
使用的產(chǎn)品:
LabVIEW 8.6軟件開發(fā)平臺
cRIO-9014嵌入式實(shí)時(shí)控制器
cRIO-9104 cRIO背板
cRIO-9205 模擬輸入模塊
cRIO-9263 模擬輸出模塊
cRIO-9401 高速數(shù)字IO模塊
介紹:
目前,從國外整套進(jìn)口的地震反應(yīng)專用臺陣的數(shù)據(jù)采集設(shè)備,其性價(jià)比和功能已經(jīng)不能很好滿足國內(nèi)的需要。通過多方選型,決定采用NI 的cRIO搭建硬件平臺,使用LabVIEW8.6自主進(jìn)行多通道強(qiáng)震動(dòng)監(jiān)測與報(bào)警系統(tǒng)開發(fā)。
NI cRIO是一款高級嵌入式控制和采集系統(tǒng),具有耐久較好、功耗較低等特點(diǎn)。借助NI cRIO,我們低成本、短周期、高可靠地開發(fā)了采集系統(tǒng)。系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)觸發(fā)存儲(chǔ)功能更為強(qiáng)大和專業(yè),支持地震業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的文件格式,全面滿足地震信號處理與分析的專業(yè)要求。在NI平臺上實(shí)現(xiàn)的地震業(yè)界通用的數(shù)據(jù)交換格式miniSEED的實(shí)時(shí)打包,并且基于NetSeisIP地震數(shù)據(jù)流的通信協(xié)議傳輸數(shù)據(jù),更具創(chuàng)新性。
“基于NI cRIO的多通道強(qiáng)震動(dòng)監(jiān)測與報(bào)警系統(tǒng)”已經(jīng)在廣東虎門大橋的地震反應(yīng)專用臺陣上投入使用,初見成效。
正文
1、項(xiàng)目背景
隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐的加快,地震對社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的影響更顯突出,建設(shè)高密度數(shù)字強(qiáng)震臺網(wǎng)、臺陣和系列配套軟硬件,已成為減輕地震災(zāi)害的重要舉措,已受到政府高度重視。“十五”期間,國家在在21個(gè)國家地震重點(diǎn)監(jiān)視防御區(qū)內(nèi)建設(shè)了1160個(gè)固定自由場強(qiáng)震動(dòng)觀測臺,在全國建設(shè)了活斷層影響、地震動(dòng)衰減、場地地形影響、大型橋梁、水庫大壩、典型建筑結(jié)構(gòu)等12個(gè)地震反應(yīng)專用臺陣,但是這方面的數(shù)據(jù)采集設(shè)備幾乎全部依靠整套進(jìn)口,承受著昂貴的費(fèi)用負(fù)擔(dān)和技術(shù)約束,在一定程度上制約了我國防震減災(zāi)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
我們國家經(jīng)過30年改革開放的飛速發(fā)展,修建了大量的重大工程、生命線工程(機(jī)場、港口、燃?xì)鈽屑~、供水管道、海洋平臺等)、超高層建筑(電視塔、商務(wù)中心等)和特殊結(jié)構(gòu)(地鐵、新型橋梁、大壩、核電站等),而這些工程的地震反應(yīng)專用臺陣的布設(shè)甚少,工程建筑結(jié)構(gòu)物的健康診斷和突發(fā)性震動(dòng)破壞報(bào)警技術(shù)沒有得到深層次的發(fā)展與應(yīng)用,遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度,滿足不了時(shí)代發(fā)展的需求。
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