Products:

　　Real-Time Module, SCXI-1520, PXI-8422/2, PXI-8186, PXI-6225

　　The Challenge:

　　構建一個(gè)獨立的數據采集和傳輸系統，遠程監控橋梁和民用建筑的健康狀況。采集來(lái)自安裝在這些建筑上的傳感器和儀器的數據，通過(guò)標準電話(huà)線(xiàn)、GSM或RF通信鏈路將數據傳輸至中央控制工作站，并實(shí)時(shí)顯示建筑的狀態(tài)。

The Solution:

　　使用應變片、NI LabVIEW軟件、LabVIEW Real-Time模塊，和NI SCXI/PXI硬件系統，開(kāi)發(fā)一個(gè)遠程橋梁健康狀況監控系統。

　　"挑戰來(lái)自于依照結構工程研究中心 （SERC） 的要求，為橋梁和民用建筑開(kāi)發(fā)出通用的、靈活的健康狀況監控系統。而通過(guò) NI高性能硬件和用戶(hù)界面友好的軟件 LabVIEW的使用，相關(guān)難題都迎刃而解。"

　　位于印度清奈 （Chennai） 的結構工程研究中心 （SERC），是印度科學(xué)與工業(yè)研究委員會(huì ) （CSIR） 旗下的國家實(shí)驗室之一。SERC 中的實(shí)驗力學(xué) （EML） 部門(mén)，對民用建筑的設計和分析，扮演了相當重要的角色。做為該部門(mén)正在研發(fā)的項目中的一部分，我們構建了一個(gè)實(shí)時(shí)監測橋梁和民用建筑健康狀況的系統。該系統實(shí)時(shí)采集橋梁數據，并與遠程控制工作站進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信。

　　我們成功開(kāi)發(fā)出的遠程監控系統，保證了低成本、高性能的廣泛發(fā)布，并結合數據分析功能，對重要建筑的自然或人為損壞進(jìn)行高效的監控。

    系統需求

　　系統必須實(shí)現如下高級功能：

　　現場(chǎng)獨立采集數據

　　傳輸數據至遠程中央控制工作站

　　提供主/從或主/主數據采集系統選項

　　提供多傳感器輸入和多數據通信接口設備

　　優(yōu)化數據

　　除此以外，我們還需要系統執行以下功能：

　　采集壓力和電壓數據，并通過(guò)RS232接口與中央控制工作站通信

　　在正常情況下，以指定的速率采集數據;在緊急情況下，以最大速率采集數據

　　通過(guò)RF 信號、GSM 通信和公共交換電話(huà)網(wǎng)絡(luò )（PSTN） 進(jìn)行數據傳輸

　　無(wú)需親自到測量地點(diǎn)，通過(guò)更改控制工作站的通信模式構建靈活的系統

　　當通信鏈路斷開(kāi)時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行重新連接

　　當發(fā)生通道數據超過(guò)限定值的緊急情況時(shí)，給指定工作人員的移動(dòng)電話(huà)發(fā)送短信息警告

　　改變數據采集系統的記錄速率

　　識別緊急情況，并按照用戶(hù)預先設定的更高采樣率記錄來(lái)自?xún)x器和傳感器的數據

　　中央遠程控制系統具有如下特性：

　　在線(xiàn)實(shí)時(shí)顯示來(lái)自現場(chǎng)數據采集系統的采集數據

　　由中央控制工作站按照用戶(hù)定義對現場(chǎng)數據采集系統的功能進(jìn)行遠程變更

    系統描述

　　我們使用LabVIEW、LabVIEW Real-Time軟件，和PXI硬件，搭建了這臺實(shí)時(shí)無(wú)線(xiàn)數據采集系統。我們使用 NI SCXI-1520 通用應變片模塊采集應變信號，使用NI PXI-6225 多功能數據采集模塊采集電壓信號，使用NI PXI-8422 /4串口模塊 采集其它信號。采集到的信號，通過(guò) GSM/RF/PSTN 線(xiàn)路傳送至遠程控制工作站，以進(jìn)行實(shí)時(shí)監控。

　　PC中央控制臺通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )與兩臺遠程PXI系統通信。PXI系統通過(guò)程序在指定采樣率下采集來(lái)自傳感器的數據并保存。當緊急情況發(fā)生的時(shí)候，系統使用LabVIEW Real-Time自動(dòng)切換至最高存儲速率。用戶(hù)可以指定任意的緊急情況，比如颶風(fēng)、地震或建筑物的嚴重變形等。

　　系統使用LabVIEW Real-Time產(chǎn)生和傳輸短信息警告，并通過(guò)GSM、RF、PSTN向控制計算機傳送和顯示采集數據和分析結果。對于每個(gè)PXI系統，我們通過(guò)PXI-8422/4 RS232串口連接GSM和PSTN調制解調器，通過(guò) NI PXI-8186 controller 上的RJ45端口連接RF的調制解調器，將數據從現場(chǎng)傳至遠程控制工作站?？刂普颈容^來(lái)自?xún)蓚€(gè)獨立PXI系統的不同橋梁之間的數據，并顯示報告。

    系統功能

　　本數據采集系統被放置在便攜式面板中，可安裝在被監控建筑的附近，我們可以在控制工作站在線(xiàn)看到來(lái)自建筑的數據，并且PXI系統記錄的數據通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳送至控制站進(jìn)行分析。系統可以分析、處理和發(fā)送原始數據，同時(shí)在中央控制工作站監控兩個(gè)不同的民用建筑，它提供了三種通信模式 （GSM,PSTN和RF），以方便用戶(hù)在需要的時(shí)候在三種模式之間進(jìn)行切換。如果某些建筑比較大，或由很多橋梁傳感器構成，也可在同一個(gè)建筑中同時(shí)使用兩個(gè)PXI系統。

　　其中一個(gè)PXI 系統被配置為主系統，另一個(gè)被配置為從系統。系統采集來(lái)自其它指定民用建筑監控儀器中的數據，并將它發(fā)送至控制工作站。當電源突然斷開(kāi)時(shí)，系統會(huì )繼續斷電前的操作。除此以外，系統會(huì )保存多份數據記錄，每份記錄的數據速率不同，由不同的觸發(fā)信號激發(fā);同時(shí)系統也會(huì )保存所有的警告信息，并將用戶(hù)需要的警告以短信息的方式發(fā)送出去。

　　使用堅固耐用的NI PXI和SCXI硬件與LabVIEW軟件，我們開(kāi)發(fā)出通用的、靈活的橋梁和民用建筑健康狀況監控系統。使用更高的硬件采樣率和分辨率，該監控系統可以提供精確的數據做橋梁故障分析。該系統還具有良好的擴展性能，以滿(mǎn)足當前和未來(lái)客戶(hù)的長(cháng)期需求。它為印度提供了一個(gè)長(cháng)效、高性能、低成本、可廣泛分布的遠程監控系統。