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桥梁安全光纤传感技术监测系统软件平台设计

发布时间:2018-02-01 00:02

  本文关键词: 桥梁监测 软件平台 光纤传感器 MFC 出处:《山东大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:随着近几年经济的迅猛发展,国家对桥梁的更新建设投入不断加大,大型桥梁的数量也随着科学技术的进步而逐渐增多。但同时安全事故频繁发生,有关桥梁的事故我们几乎每天都能听到。桥梁具有出现事故的破坏性大,受环境影响的关系复杂的特点,这给我们的交通安全和正常生产生活产生了严重的影响。目前适用于桥梁工程安全监测的应变、压力、位移、温度等关键参数的光纤传感器技术已经相对成熟,光纤传感器解调技术与光纤传感器组网技术也已经能够满足工程现场的需要。本文课题基于光纤监测硬件,构建了这一套适用于桥梁系统安全监测的人机交互良好的多参数软件平台。本软件系统克服了传统软件的功能单一和不能实现实时显示等缺陷,是一款专门用于桥梁安全的多功能可视化实时监测系统。本课题明确了监测软件的设计目标,介绍软件平台的框架结构,给出了详细的监测软件架构设计和监测软件技术构建,给出了数据库选择和相关技术,对系统模块做出了详细的设计。应用Microsoft Visual C++ 2010的开发工具,采用基于对话框的整体框架及模块化设计思想进行系统软件平台开发。本软件基于对话框的框架,根据面向对象的编程思想,封装一个界面美化好的模板对话框类,让所有的对话框继承于此类便可以实现所有界面是美化好的界面。该系统以采集处理桥梁健康安全的关键参数以实现实时显示为核心,实现了监测系统参数设置、数据采集处理、实时曲线显示、数据库存储、预测报警等功能。本设计采用的通信为上位机分别和光纤光栅解调仪FBGA和光开关的通信,两种连接采用的通信都为串口通信。软件系统创建了光纤光栅解调仪FBGA的通信线程和光开关的通信线程,完成了数据的同步采集,同时,采集与分析处理也用多线程处理,运行效率显着。数据形式又分为列表界面需要的数据形式和曲线界面需要的数据形式,为了保证相互之间的工作不会产生干扰并保证数据实现同步,同样使用多线程的方法。本平台在数据库方面,充分利用Access的优势,可以较为快速的、长久的存储桥梁安全系统的参数设置和实时接收的测量值,完成了数据的处理和保存。同时,界面中的列表根据数据范围以不同的颜色值显示是否有报警,警告使用者系统出现异常。根据测量值与设定阈值比较,划定不同的报警等级,以区别紧急等级,使操作者在第一时间内作出处理措施。本软件经过一定周期内的实验室环境和野外桥梁环境的相关测试,测试效果良好,同时,本软件也在实际的桥梁环境下经过长期的试运行,性能稳定,界面可操作性强,满足当前系统的需求和功能。
[Abstract]:With the rapid development of economy in recent years, the national investment in the renewal and construction of bridges is increasing, and the number of large bridges is increasing with the progress of science and technology. But at the same time, safety accidents occur frequently. Bridge accidents can be heard almost every day. Bridges are characterized by the destructive nature of accidents and the complex relationship between them under the influence of environment. This has a serious impact on our traffic safety and normal production and life. At present, the optical fiber sensor technology suitable for bridge engineering safety monitoring such as strain, pressure, displacement, temperature and other key parameters has been relatively mature. Fiber optic sensor demodulation technology and optical fiber sensor networking technology have also been able to meet the needs of the project site. The multi-parameter software platform with good human-computer interaction for bridge system safety monitoring is constructed. The software system overcomes the shortcomings of traditional software such as single function and unable to realize real-time display. It is a multi-function visual real-time monitoring system for bridge safety. This paper defines the design objectives of the monitoring software and introduces the framework of the software platform. Detailed monitoring software architecture design and monitoring software technology construction, database selection and related technologies are given. The system module is designed in detail. The development tool of Microsoft Visual C2010 is applied. The system software platform is developed based on the whole framework of dialog box and modular design idea. The software is based on the framework of dialog box and the object-oriented programming thought. Encapsulates an interface beautified template dialog box class. If all dialog boxes are inherited to this class, all interfaces can be realized. The system is based on collecting and processing the key parameters of bridge health and safety to realize real-time display. The monitoring system parameters setting, data acquisition and processing, real-time curve display, database storage are realized. The communication used in this design is the communication between the upper computer and the fiber grating demodulator FBGA and the optical switch respectively. The communication thread of fiber grating demodulator FBGA and the communication thread of optical switch are created in the software system. The collection and analysis are also processed by multithreading. The operation efficiency is remarkable. The data form is divided into the data form required by the list interface and the data form needed by the curve interface. In order to ensure that the work between each other will not produce interference and ensure the data synchronization, the same use of multi-threading method. This platform in the database, the full use of the advantages of Access, can be faster. Permanent storage of bridge safety system parameter settings and real-time received measurement values, completed the data processing and preservation. At the same time, the list in the interface shows whether there is alarm according to the range of data with different color values. Alarm user system abnormal. According to the measurement value and set a threshold value, delimit a different alarm level, to distinguish the emergency level. The software has been tested in laboratory environment and field bridge environment in a certain period of time, and the test effect is good at the same time. The software is also in the actual bridge environment after a long trial run, stable performance, interface operability, to meet the needs and functions of the current system.
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:U446;TP274

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本文编号:1480354

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