基于ARM的桥梁健康状况现场监测系统

发布时间：2017-08-23 04:06

  本文关键词：基于ARM的桥梁健康状况现场监测系统

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【摘要】：近年来由于频繁发生桥梁坍塌事故,桥梁安全性、耐久性以及健康程度引起社会各界广泛关注。桥梁日常运营迫切需要科学化手段介入,桥梁健康状况监测系统的研究与开发应运而生。随着以智能化为主导的数字信息技术与相关硬件技术日益成熟,桥梁健康监测技术向网络化、自动化、智能化方向迈进成为了可能。本文分析了目前桥梁健康状况监测中存在问题和技术难点并针对其关键问题进行深入探讨。在充分研究了桥梁健康监测相关理论基础上,结合目前监测技术发展趋势以及实际需求,提出了一种基于ARM的桥梁健康状况现场监测系统。该系统主控芯片使用ARM9单片机,利用无线传感网络实时采集桥梁运营数据并现场显示、超标报警。同时该现场监测系统定时将数据信息上传至远程监控中心,以便分析数据、查询历史数据、评估桥梁健康等级,从而达到现代化科学管理的目的。当桥梁健康状况出现异常,远程监控中心通知客户端应用程序,现场监测系统以蓝牙形式将相关信息发至现场工作人员手机,即可对桥梁运营数据历史走势、健康程度产生直观的了解,同时完成故障设备的快速排查。本文对桥梁健康现场监测系统的软硬件进行了设计与实现,部分程序经过反复调试,已经成功运行,该方案不仅为桥梁健康监测技术的深入研究与开发提供了一种新思路,而且探索出有推广价值、性能稳定的桥梁健康状况远程监控系统。
【关键词】：健康监测系统 无线传感网络 嵌入式平台 ARM
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U446
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 研究目的与意义9
• 1.3 国内外研究现状9-12
• 1.4 论文选题意义和主要研究内容12-13
• 第2章 桥梁健康监测理论研究13-21
• 2.1 引言13
• 2.2 桥梁监测内容13-14
• 2.3 桥梁结构损伤检测14-16
• 2.3.1 动力指纹分析法14-15
• 2.3.2 模型修正法15
• 2.3.3 遗传算法15
• 2.3.4 小波分析法15-16
• 2.3.5 人工神经网络16
• 2.4 桥梁监测评估16-20
• 2.4.1 基于设计规范法17
• 2.4.2 荷载试验法17
• 2.4.3 专家系统评估法17-18
• 2.4.4 层析分析法18
• 2.4.5 模糊综合评判法18-19
• 2.4.6 基于结构可靠度理论法19
• 2.4.7 变权综合评估方法19-20
• 2.5 本章小结20-21
• 第3章 桥梁健康状况监测系统总设计21-29
• 3.1 引言21
• 3.2 监测系统体系结构21-23
• 3.3 系统方案的提出23
• 3.4 系统方案特色23-24
• 3.5 方案的关键24-25
• 3.6 方案所需技术介绍25-28
• 3.6.1 无线通信技术25-26
• 3.6.2 ZigBee网络拓扑结构26-28
• 3.6.3 嵌入式ARM技术28
• 3.6.4 Android技术28
• 3.7 本章小结28-29
• 第4章 桥梁健康监测系统软硬件设计与实现29-47
• 4.1 引言29
• 4.2 数据采集模块29-37
• 4.2.1 数据采集模块硬件结构29-30
• 4.2.2 数据采集模块软件结构30
• 4.2.3 传感器模块设计30-31
• 4.2.4 数据采集节点31-34
• 4.2.5 路由器节点34-35
• 4.2.6 中心节点35-37
• 4.3 现场处理模块37-45
• 4.3.1 嵌入式处理器选型37
• 4.3.2 现场处理模块架构37-41
• 4.3.3 蓝牙模块41-42
• 4.3.4 现场处理模块工作流程42
• 4.3.5 嵌入式操作系统选型42-43
• 4.3.6 SQLite嵌入式数据库开发43-45
• 4.4 数据采集模块和现场处理模块通信45-46
• 4.5 本章小结46-47
• 第5章 客户端应用程序设计与实现47-65
• 5.1 引言47
• 5.2 应用程序开发环境的搭建47-48
• 5.3 应用程序框架设计48-49
• 5.3.1 MVC模块化设计48
• 5.3.2 程序项目创建48-49
• 5.4 应用程序功能分析49-53
• 5.4.1 蓝牙连接功能50
• 5.4.2 数据存储功能50-51
• 5.4.3 数据查询功能51-52
• 5.4.4 历史折线图52-53
• 5.4.5 健康简单评估功能53
• 5.5 应用程序界面设计53-58
• 5.5.1 程序主界面设计53-54
• 5.5.2 查询界面设计54-56
• 5.5.3 历史折线图界面设计56-57
• 5.5.4 设置界面设计57-58
• 5.6 应用程序控制逻辑的实现58-64
• 5.6.1 蓝牙通讯模块设计58-60
• 5.6.2 SQLite数据库以及数据缓存的实现60-61
• 5.6.3 数据查询功能的实现61-62
• 5.6.4 历史折线功能的实现62-63
• 5.6.5 简单评估功能的实现63-64
• 5.7 本章小结64-65
• 第6章 系统测试与分析65-70
• 6.1 引言65
• 6.2 数据采集模块通信测试65-67
• 6.3 客户端通信测试67
• 6.4 系统总体测试67-69
• 6.5 本章小结69-70
• 第7章 总结与展望70-71
• 7.1 总结70
• 7.2 展望70-71
• 参考文献71-75
• 攻读硕士期间取得的科研成果75-76
• 致谢76

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9 王东海;简述液位监测系统在船舶上的应用[J];船舶;1993年06期

10 李俊,朱卫东;893网络在氧、氮、煤气监测系统中的应用[J];工业计量;2000年04期

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1 黄岚;王忠义;徐志龙;刘志存;赵勇;侯瑞锋;王成;;多道植物电信号监测系统[A];第三届科学仪器前沿技术及应用学术研讨会论文摘要集[C];2006年

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8 陈永红;朱从乔;万艳玲;;网络技术在机舱监测系统中的应用研究[A];全国自动化新技术学术交流会会议论文集（一）[C];2005年

9 葛广英;陈莉莉;彭洲红;徐健健;;分布式实时数据测量和图像监测系统的设计[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年

10 ;纸品生产过程能耗监测系统[A];电子信息节能技术与产品推广应用专集[C];2009年

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1 记者 张浩;俄建成覆盖全境的太空监测系统[N];科技日报;2013年

2 庞博;监测系统为博物馆免费开放保驾[N];中国文化报;2009年

3 张兆华;惯性公司 地灾监测系统收入首破千万[N];中国航天报;2012年

4 杨强;监测系统：实时监测三峡5个水库型滑坡[N];中国国土资源报;2013年

5 记者 郭青;陕西成功研发文物微环境监测系统[N];陕西日报;2009年

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7 刘刚;佳多农业害虫监测系统获国家科技进步奖[N];农资导报;2007年

8 秋叶;青海实施“社会救助监测系统”项目[N];中国社会报;2005年

9 黄永峰　李书伟;山东丰源煤电股份有限公司北徐楼煤矿：引进矿压监测系统[N];中华合作时报;2010年

10 ;珠海研制成功妊娠高血压普查监测系统[N];医药经济报;2004年

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1 范允舟;综合症状监测系统预警性能的评价及应用研究[D];华中科技大学;2015年

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本文编号：722854