基于倾角传感器的桥梁线形监测系统研究与设计

发布时间：2017-07-05 00:05

  本文关键词：基于倾角传感器的桥梁线形监测系统研究与设计

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【摘要】：随着我国交通基础设施建设的快速发展,各类桥梁相继建成,桥梁的安全性和耐久性也越来越被重视。桥梁挠度作为桥梁健康状况评定的一项重要指标,需要实时进行监测,因此开展桥梁挠度和桥梁线形的研究具有十分重要的价值。本文首先总结了桥梁线形监测的现状,在分析现有桥梁监测方法的基础上,提出了基于倾角传感器的桥梁线形监测方法。通过对传感器的选型、传感器的布置及信号传输方式等问题的研究,给出了系统的硬件组成结构。分析和推导了倾角挠度转换算法、曲线拟合算法、数据剔除和数据补齐算法,并进行了基于Lab VIEW的传感器联调试验,实现数据采集、计算处理和桥梁线形曲线显示等功能,同时验证了算法的有效性和准确性。其次,鉴于桥梁监测系统传感器数据量大、时间周期长的特点,设计了大容量数据库管理系统,并对数据库安全和优化问题进行了相关分析。重点设计了基于JAVA EE平台的桥梁线形监测管理子系统和基于Android的客户端监测子系统。最后,基于倾角传感器的桥梁线形相关研究和设计工作,在天津海河新桥的健康监测项目中得到了应用,达到了设计要求。
【关键词】：桥梁线形 健康监测 倾角传感器 LabVIEW Android
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U446;TP212
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 研究背景及必要性8-9
• 1.1.1 研究的目的及意义8
• 1.1.2 桥梁建设发展和健康监测的必要性8-9
• 1.2 桥梁挠度监测研究现状和方法比较9-12
• 1.3 监测系统构建因素考虑及主要工作分析12-13
• 1.4 本文主要研究内容13-15
• 第二章 桥梁知识及系统关键技术分析15-20
• 2.1 桥梁挠度与挠曲线分析15
• 2.2 Android技术分析15-19
• 2.2.1 Android系统架构15-17
• 2.2.2 Android应用程序组件分析17-18
• 2.2.3 Android平台消息推送分析18-19
• 2.3 本章小结19-20
• 第三章 桥梁线形监测系统硬件组成设计及软件环境搭建20-31
• 3.1 硬件系统构建20-24
• 3.1.1 传感器子系统20-21
• 3.1.2 传感器封装和安装21-22
• 3.1.3 信号传输问题考虑22
• 3.1.4 通信协议分析22-24
• 3.2 传感器优化布置分析24-26
• 3.2.1 传感器优化布置24-25
• 3.2.2 传感器优化布置方法25-26
• 3.2.3 倾角传感器优化布置方案设计26
• 3.3 桥梁线形监测系统开发环境搭建26-30
• 3.4 本章小结30-31
• 第四章 桥梁线形算法研究及采集系统联调试验31-44
• 4.1 算法研究31-36
• 4.1.1 倾角挠度转换算法设计31-32
• 4.1.2 曲线拟合算法推导32-33
• 4.1.3 数据剔除算法分析33-36
• 4.2 LabVIEW采集系统联调试验36-43
• 4.2.1 串口通信函数分析36-37
• 4.2.2 数据采集流程37-38
• 4.2.3 数据采集显示LabVIEW编程实现38-43
• 4.3 本章小结43-44
• 第五章 桥梁线形监测系统软件部分实现44-68
• 5.1 桥梁线形监测系统数据库设计和优化分析44-49
• 5.1.1 数据库准则和数据表设计44-47
• 5.1.2 数据库安全问题考虑47-48
• 5.1.3 数据库优化48-49
• 5.2 桥梁线形监测系统研究和设计49-58
• 5.2.1 软件架构设计49-50
• 5.2.2 系统模块分析及实现50-58
• 5.3 线形监测系统移动端研究和设计58-67
• 5.3.1 移动端、服务器端通信方式分析58-59
• 5.3.2 移动端网络框架架构研究和设计59-61
• 5.3.3 桥梁监测程序移动端主要模块设计61-66
• 5.3.4 移动端优化66-67
• 5.4 本章小结67-68
• 第六章 工程应用68-75
• 6.1 工程概况68
• 6.2 系统概要68-69
• 6.2.1 系统设计原则68-69
• 6.2.2 系统主要功能69
• 6.3 桥梁现场施工与Web端系统运行实例69-74
• 6.4 本章小结74-75
• 第七章 总结与展望75-77
• 7.1 全文总结75-76
• 7.2 后续工作展望76-77
• 参考文献77-79
• 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文79-80
• 附录2 攻读硕士学位期间申请的专利80-81
• 附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目81-82
• 致谢82

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本文编号：519788