基于LabVIEW的桥梁健康监测实时信号处理系统的设计

发布时间：2018-04-30 13:02

  本文选题：海量数据 + 传感器　； 参考：《长安大学》2015年硕士论文

【摘要】：信号处理系统的设计是实现桥梁健康监测系统建立目的重要组成部分。信号处理系统的设计能反应出信号所代表的信息,能从采集到的结构原始信号中提取出反应结构状态的参数,供结构状态评估使用,是连接数据采集与结构评估的纽带。本文在总结海量数据特点的基础之上强调了进行数据处理的必要性。将桥梁健康监测系统中的信号处理分为预处理和二次处理;结合现阶段信号处理在桥梁健康监测系统中的实际应用之后总结现有桥梁结构信号处理系统设计的特点。首先对信号处理的数据来源——传感器系统进行了总结,给出传感器的布置原则和常见传感器的布置位置,分析传感器有关特性,结合传感器的输出信号特征、输出信息量和空间分布总结传感信号的特点,根据信号需要进行的处理类型给出了桥梁信号处理的整体框架。为开发合理的数据处理流程,本文总结桥梁结构数据流的特点,根据数据特点开发数据预处理和二次处理的流程并总结进行各种处理的必要性。重点结合桥梁振动数据给出适用于桥梁振动数据分析的数字滤波参数设置和小波去噪参数设置的方法,结合例程说明了LabVIEW在数据预处理和二次处理方面的具体实现方式和实现效果。为实现数据存储,论文总结数据库设计的必要性,对比各种数据库后选用SQL Server作为开发工具;结合LabVIEW数据库开发技术实现SQL Server数据库的开发,结果表明数据库可以很好的实现数据的存储。最后将设计的信号处理系统分别应用到某悬索桥历史存储数据和某斜拉桥实时采集的桥梁数据中,针对不同的信号类型选择不同的处理方式,实现桥梁信号的实时处理,并取得良好的效果。
[Abstract]:The design of signal processing system is an important part of building bridge health monitoring system. The design of the signal processing system can reflect the information represented by the signal, and extract the parameters of the structure state from the collected original signal, which can be used to evaluate the structure state. It is the link between the data acquisition and the structure evaluation. On the basis of summarizing the characteristics of massive data, this paper emphasizes the necessity of data processing. The signal processing in the bridge health monitoring system is divided into preprocessing and secondary processing, and the characteristics of the existing bridge structure signal processing system are summarized after the practical application of the signal processing in the bridge health monitoring system at the present stage. Firstly, the data source of signal processing, the sensor system, is summarized, the principle of sensor arrangement and the location of common sensors are given, and the characteristics of sensor are analyzed, combined with the characteristics of output signal of sensor. The characteristics of sensor signal are summarized by output information and spatial distribution. The whole frame of bridge signal processing is given according to the type of signal processing. In order to develop reasonable data processing flow, this paper summarizes the characteristics of bridge structure data flow, develops the process of data preprocessing and secondary processing according to the characteristics of data, and summarizes the necessity of all kinds of processing. Combining with the bridge vibration data, the methods of setting the digital filtering parameters and the wavelet denoising parameters for the bridge vibration data analysis are presented. The realization and effect of LabVIEW in data preprocessing and secondary processing are explained by the example. In order to realize data storage, this paper summarizes the necessity of database design, selects SQL Server as development tool after comparing various databases, and combines LabVIEW database development technology to realize SQL Server database development. The result shows that the database can store the data well. Finally, the designed signal processing system is applied to the historical storage data of a suspension bridge and the bridge data collected by a cable-stayed bridge in real time. According to different signal types, different processing methods are selected to realize the real-time processing of bridge signals. And achieved good results.
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U446

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本文编号：1824665