【摘要】：
橋梁是交通運輸系統中的重要組成部分,確保橋梁結構的安全性就顯得極其重要。目前,很多橋梁的檢測工作主要還是定期的人工檢測。但定期人工檢測的局限性比較多:不及時、精度不高、檢測不全面、工作強度大。利用現代通信技術,對橋梁結構進行實時監控和智能化評估以及必要養護,對分析橋梁使用的壽命是十分必要的。為橋梁養護、維修與管理決策提供科學的依據。在未來,橋梁健康
監測系統將成為大型橋梁安全保障體系的發展趨勢。
橋梁健康
監測系統一般由數據
采集系統和結構健康狀態的安全評估系統兩個子系統組成,而其中的數據采集子系統是整個監測系統的基礎。橋梁健康監測系統能否對橋梁結構的健康狀態做出正確的評估,能否為橋梁管理和維修提供科學的依據,取決于數據
采集系統能否采集到準確的、可靠的、有代表性的、能如實反映結構狀態的各種特征信息。
本文提出了一種橋梁數據采集分布式系統,可以很大程度上解決以往
橋梁監測存在的問題。本文首先分析了橋梁數據采集的研究背景及其意義,接著介紹了系統設計的整體方案,然后主要研究了基于CAN總線的橋梁數據采集分布式健康監測系統的具體實現。系統研究了分布式數據采集系統的組成,并重點對其硬件以及軟件的實現進行了研究。
本文的主要內容是對系統的硬件與軟件的實現進行了深入的研究。其中CAN數據采集節點的設計為本文的重點。基于分布式系統對硬件要求不高的特點,選用了兼容性較好的AT89C52作為主控制芯片。其中的CAN控制器采用常用的飛利浦公司的SJA1000,CAN驅動器采用PCA82C250芯片,A/D轉換芯片采用TLC2543,使用了光耦隔離電路對信號進行隔離。軟件方面完成了CAN總線的初始化、報文的發送與接收等方面的設計。文章還涉及到了上位機適配卡的硬件以及軟件的設計。適配卡采用了性能好、傳輸速率快的PCI總線協議。
橋梁數據采集分布式系統將現代工業總線和橋梁健康監測有機的集合在一起,是本文的一個亮點。本系統具有很強的實用性,除了可以應用于橋梁數據采集外,對于其他環境比較復雜的工業現場具有一定參考價值。
【關鍵詞】：橋梁數據采集 分布式系統 CAN總線 適配卡 【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TP274.2
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2009.106891
【目錄】：
- 摘要4-5
- Abstract5-9
- 第1章 緒論9-15
- 1.1 本課題的研究背景及意義9-10
- 1.2 橋梁監測及數據采集的國內外研究動態10-12
- 1.2.1 國外研究動態10-11
- 1.2.2 國內研究動態11-12
- 1.3 數據采集分布式系統12-13
- 1.4 本文研究的主要內容13-15
- 第2章 系統整體方案15-20
- 2.1 傳感器子系統15-16
- 2.2 數據采集子系統16-17
- 2.3 數據采集系統設計內容和原則17-18
- 2.4 綜合管理子系統18-19
- 2.5 通信子系統19-20
- 第3章 數據采集系統硬件設計20-40
- 3.1 數據采集節點硬件設計20-33
- 3.1.1 傳感器及前置調理電路21-23
- 3.1.2 MCU的選擇23-25
- 3.1.3 A/D轉換電路的設計25-28
- 3.1.4 CAN總線通信電路設計28-33
- 3.2 CAN適配卡的硬件設計33-40
- 3.2.1 PCI控制芯片的選擇34-35
- 3.2.2 雙口RAMIDT7132135-36
- 3.2.3 串行EEPROM93CS4636-38
- 3.2.4 適配卡上的單片機電路38-40
- 第4章 數據采集系統軟件設計40-52
- 4.1 CAN節點主程序設計40-46
- 4.1.1 CAN控制器初始化程序設計41-42
- 4.1.2 報文發送和接收程序設計42-44
- 4.1.3 總線仲裁44-45
- 4.1.4 大數據包傳送45-46
- 4.2 CAN適配卡軟件設計46-52
- 4.2.1 應用接口(API)函數48-49
- 4.2.2 WDM驅動程序的設計49-50
- 4.2.3 適配卡上單片機程序設計50-52
- 第5章 總結與展望52-54
- 5.1 全文總結52
- 5.2 今后工作展望52-54
- 參考文獻54-57
- 致謝57-58
- 攻讀學位期間發表的論文58
