分布式数据采集系统在大型桥梁安全监测中的设计与应用

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1、兰州理工大学硕士学位论文分布式数据采集系统在大型桥梁安全监测中的设计与应用姓名：陈培山申请学位级别：硕士专业：电气工程指导教师：李战明20060601工程硕士学位论文摘要大型桥梁健康监测及其数据采集系统目前在桥梁的施工及其运营中是一个比较新的研究方向，其内容涵盖了桥梁结构设计分析和自控领域数据采集两大方面，根据桥梁监测系统的特点，通常采用分布式采集的方法。本文结合国内外的研究实例，针对国内大型桥梁健康监测系统近几年的蓬勃发展，力争系统地对分布式数据采集在桥梁健康监测的应用做一个较为全面的研究。在总结了健康监

2、测中常用的各种传感器输入输出以及采集要求的基础上，单独将这部分传感器数据转换设计为数据采集的前端模块。根据不同的桥梁结构和监测要求，主要设计了基于RS485和工业以太网两种总线的智能调理器设备，智能调理器用于将传感器的数据传送到总线上，以一定的协议和远程监测站通信，这种总线系统减少了施工的工程量，提高了数据的采集精度。文中详细分析了基于这两种智能调理器的数据采集系统设计，智能调理器及其相关设备的软硬件设计。最后一章还简要分析了健康监测中用到的其它数据采集方案。目前这些设备已经在实际中得到良好的运用。关键词：

3、大型桥梁；安全监测：数据采集；Rs485；工业以太网工程硕士学位论文AbstractThesystemofhealth【ⅡonitoringanddataacquisitionforlargebridgeisanewresearchdirectioninConstructionandrunningofbridgeatpresent，itincludesthestructuredesignanalyzeofbridgeanddataacquisitionofautomaticdomain，accordingt

4、othesystem’scharacterofbridgemonitoring，thedistributedsystemisoftenused．Withthesampleofresearchinbothhereandabroad，aful卜scaleresearchofdataacquisitionhasbeenmadeintheapplicationofbridgesafetymonitoringaccordingtothedovelopmentofdomesticmonitoringsystem．Afr

5、ontmoduleofdataacquisitionhasbeendesignedbasedontheI／Oofallkindsofsensorsa兀drequirementofcollection．Twosmartconditionersalsohavebeendesignedaccordingtothedifferentrequirementofthebridgestructureandmonitoringcontent，thesmartconditionersendthedataofsensortot

6、heLANandcoI砌unicatewiththelong—distancestation，thisL．ANsvstemreducetheamountofworkandimprovetheacquistionDrecisionofdata．ThedataacquisitionsystembasedontwosmartconditionsandthedeviceofsⅢartconditioneranditscorrelationhavebeenanalyzed．Theotherdataacquisitio

7、nprojecthasbecnanalyzedinthelastchapter．Thisdevicehasbeenusedintheactualproject．KeyWoI证s：I。argeBridge：SafetyM。nitoring：DataAcquisition：RS485IndustrialEthernetII工程硕上学位论文附表索引表2—1大型桥梁健康监测中常用的传感器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5表3—1Modbus协议信息帧结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯18表32两个常用的M

8、odbus功能码⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯19表4一lRTL8019地址线对应的二进制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯34表4—2以太网物理传输帧⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯37表4—3Modbus常用公共功能代码⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯41表4—4传送一帧Modbus／TcP数据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯49表45工EEE802．3af对于PD侦测特征的