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　　【摘要】：大型橋梁的建設和維護是一個國家基礎設施建設的重要組成部分,橋梁長期健康監測,通過對橋梁關鍵控制截面的應力、變形等參數以及結構動力特性參數的測試,分析和評估橋梁結構的安全可靠性,及時發現問題并適時地維修保養以延長橋梁的使用壽命。大型橋梁工程具有投資大、設計周期長、周邊環境惡劣,易受大氣、溫度、濕度及天氣的影響而發生劣化以及長期承受動荷載等特點,因此對橋梁結構進行長期在線健康監測成為研究的重點。 本文針對橋梁監測的現狀,根據光纖光柵傳感原理提出利用光纖光柵傳感器實時、長期、精確的特點,來完成手工檢測方法不好解決的問題,并用光纖光柵溫度傳感器、光纖光柵應力傳感器和光纖光柵位移傳感器等傳感器來研究橋梁長期健康監測系統,并成功地應用于武漢某長江大橋斜拉橋長期健康監測中。 本文主要研究橋梁健康監測中的人機交互系統,包括橋梁健康監測硬件系統構成,橋梁健康監測軟件系統構成,最后介紹了橋梁健康監測數字化管養系統中人機交互界面。文章中重點對橋梁健康監測系統的數據采集子系統部分的人機交互系統的硬件部分,軟件部分,界面設計進行了詳細分析。 本文的主要工作為: (1)探討了光纖光柵應力傳感器、光纖光柵位移傳感器、光纖光柵溫度傳感器等光纖光柵傳感器的工作原理。 (2)分析研究了基于光纖光柵傳感器的橋梁健康監測系統。利用光纖光柵應力傳感器、光纖光柵位移傳感器、光纖光柵溫度傳感器等組成光纖光柵傳感橋梁健康監測系統,解決傳統的電測手段不好解決的長期穩定監測等問題。 (3)根據橋梁健康監測數據采集系統,進行橋梁長期健康監測系統數字化管養硬件平臺與軟件平臺的開發,以及利用面向對象可視化編程方法進行人機交互系統設計,并使其在橋梁健康監測軟件開發中得到廣泛、有效的使用。 【關鍵詞】：光纖光柵傳感器 橋梁健康監測 橋梁健康監測數據采集 人機交互系統
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：TP274.4
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2006.060511
【目錄】：

• 第一章 緒論8-14
• 1.1 本課題的研究背景8-9
• 1.2 橋梁健康監測的目的及意義9-10
• 1.3 橋梁健康監測在國內外的應用現狀10-13
• 1.3.1 橋梁健康監測國內技術概況10-11
• 1.3.2 橋梁健康監測國外技術概況11-13
• 1.4 本課題所要完成的主要工作13-14
• 第二章 光纖光柵傳感器14-25
• 2.1 光纖光柵傳感器的特點14-15
• 2.2 光纖光柵傳感器的應用現狀與未來展望15-16
• 2.3 光纖布拉格光柵的結構研究16-17
• 2.4 光纖光柵的傳感特性研究17-21
• 2.2.1 光纖光柵的溫度特性18-19
• 2.2.2 光纖光柵的軸向應力特性19-20
• 2.2.3 光纖光柵的橫向應力特性20-21
• 2.5 光纖光柵傳感器在橋梁長期健康監測系統中的應用研究21-24
• 2.6 本章小結24-25
• 第三章 橋梁長期健康監測系統25-33
• 3.1 橋梁長期健康監測系統設計原則25-26
• 3.2 橋梁長期健康監測系統監測內容26-29
• 3.3 傳感器的布設設計29-30
• 3.4 橋梁長期健康監測系統監測系統軟件及功能30-32
• 3.6 本章小結32-33
• 第四章 橋梁長期健康監測人機交互系統的研究33-66
• 4.1 人機交互系統硬件設計33-37
• 4.1.1 武漢某長江大橋監測系統監測內容概況33-34
• 4.1.2 武漢某長江大橋數字化管養系統框圖34-35
• 4.1.3 武漢某長江大橋健康監測系統硬件設計概況35-37
• 4.1.4 武漢某長江大橋健康監測與安全評估系統遠程管理數據系統框圖37
• 4.2 人機交互系統軟件設計37-53
• 4.2.1 軟件開發平臺的選擇37-38
• 4.2.2 面向對象設計原則38-39
• 4.2.3 軟件開發的關鍵技術39-42
• 4.2.3.1 VB數據庫編程39-40
• 4.2.3.2 VB串行通信編程40-41
• 4.2.3.3 VB網絡通信編程41-42
• 4.2.4 軟件主要功能的程序設計42-53
• 4.2.4.1 傳感器數據采集系統功能分析42-47
• 4.2.4.2 數據采集系統數據庫設計與實現47-53
• 4.3 人機交互系統界面設計53-65
• 4.3.1 人機交互系統概述53-61
• 4.3.1.1 人機交互的重要性53
• 4.3.1.2 人機交互的三元素53-55
• 4.3.1.3 交互設計的內容55-56
• 4.3.1.4 交互設計的目標56-57
• 4.3.1.5 人機界面的風格57-59
• 4.3.1.6 人機界面設計中的重要問題59-60
• 4.3.1.7 人機界面設計方法60-61
• 4.3.2 軟件系統的主要界面61-65
• 4.4 本章小節65-66
• 第五章 全文總結和今后工作展望66-68
• 5.1 全文總結66-67
• 5.2 今后工作展望67-68
• 參考文獻68-71
• 碩士在學期間發表論文71-72
• 致謝72