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　　【摘要】：大型橋梁健康監測及其數據采集系統目前在橋梁的施工及其運營中是一個比較新的研究方向,其內容涵蓋了橋梁結構設計分析和自控領域數據采集兩大方面,根據橋梁監測系統的特點,通常采用分布式采集的方法。本文結合國內外的研究實例,針對國內大型橋梁健康監測系統近幾年的蓬勃發展,力爭系統地對分布式數據采集在橋梁健康監測的應用做一個較為全面的研究。 在總結了健康監測中常用的各種傳感器輸入輸出以及采集要求的基礎上,單獨將這部分傳感器數據轉換設計為數據采集的前端模塊。根據不同的橋梁結構和監測要求,主要設計了基于RS485和工業以太網兩種總線的智能調理器設備,智能調理器用于將傳感器的數據傳送到總線上,以一定的協議和遠程監測站通信,這種總線系統減少了施工的工程量,提高了數據的采集精度。文中詳細分析了基于這兩種智能調理器的數據采集系統設計,智能調理器及其相關設備的軟硬件設計。最后一章還簡要分析了健康監測中用到的其它數掘采集方案。目前這些設備已經在實際中得到良好的運用。 【關鍵詞】：大型橋梁 健康監測 數據采集 RS485 工業以太網
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：U447;TP274.2
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2006.096152
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 插圖索引9-10
• 附表索引10-12
• 第1章 緒論12-16
• 1.1 本研究課題的學術背景與實際意義12
• 1.2 大型橋梁健康監測及其數據采集的國內外研究動態12-14
• 1.2.1 國外研究動態13-14
• 1.2.2 國內研究動態14
• 1.3 本研究課題的來源14
• 1.4 本文主要研究內容14-16
• 第2章 大型橋梁健康監測智能調理器的前端設計16-21
• 2.1 大型橋梁健康監測中常用的傳感器介紹16
• 2.2 智能調理器模數轉換部分的設計16-20
• 2.2.1 惠斯登電橋微弱mV信號17-19
• 2.2.2 電壓和電流信號19
• 2.2.3 數字溫度傳感器19-20
• 2.3 總結20-21
• 第3章 基于 R5485總線的數據自動化采集系統21-38
• 3.1 R5485總線簡單介紹21-22
• 3.2 基于R5485總線的數據自動化采集系統的設計22-26
• 3.2.1 總線結構網絡配置23-24
• 3.2.2 總線匹配24
• 3.2.3 引出線24-25
• 3.2.3 R5485總線通訊線纜的選擇25
• 3.2.4 R5485的接地問題25-26
• 3.3 485智能調理器的設計26-31
• 3.3.1 硬件電路的設計26-29
• 3.3.2 Modbus協議簡單介紹29-30
• 3.3.3 軟件流程圖30-31
• 3.4 R5485中繼器的設計31-32
• 3.5 前置機和上位機的設計32-35
• 3.6 485智能調理器手操器的設計35-36
• 3.7 R5485總線系統可能遇到的問題及其解決方案36-37
• 3.8 結論37-38
• 第4章 基于工業以太網的數據自動化采集系統38-72
• 4.1 工業以太網簡單介紹38-40
• 4.2 基于工業以太網的數據自動化采集系統的設計40-41
• 4.2.1 網絡配置41
• 4.2.2 總線供電技術41
• 4.3 以太網智能調理器的設計41-63
• 4.3.1 硬件電路的設計42-45
• 4.3.2 TCP/IP協議簡單介紹45-48
• 4.3.3 以太網的物理幀及其數據的封裝48-50
• 4.3.4 Modbus/TCP協議簡單介紹50-53
• 4.3.5 ARP協議軟件設計53-58
• 4.3.6 UDP協議軟件設計58-61
• 4.3.7 以太網智能調理器 WEB服務器的設計61-63
• 4.4 工業以太網802.3af供電的設計63-70
• 4.4.1 802.3af以太網供電的標準63-67
• 4.4.2 硬件電路的設計67-70
• 4.5 上位機的設計70
• 4.6 以太網智能調理器手操器的設計70
• 4.7 結論70-72
• 第5章 大型橋梁健康監測使用到的其它數據采集方案72-79
• 5.1 大型橋梁施工控制中無線監測系統的設計72-78
• 5.1.1 無線監測系統的結構組成72-73
• 5.1.2 系統硬件的設計73-76
• 5.1.3 系統軟件設計76-77
• 5.1.4 結束語77-78
• 5.2 結論78-79
• 結論79-80
• 參考文獻80-83
• 致謝83-84
• 附錄A (攻讀學位期間所發表的學術論文目錄)84