桥梁通用现场监测软件系统设计开发及应用

摘要

桥梁现场监测系统能及时获取反映桥梁结构状况和外部环境因素的各种信息，为桥梁健康评估提供科学依据。目前，针对特定桥梁开发的专用桥梁现场监测软件系统存在着开发周期长、开发成本高、不能重复使用等缺点。因而，开发重复利用率高且能适用于不同类型桥梁监测的通用现场监测软件系统具有重要的经济价值和工程实用价值。 为了实现桥梁现场监测软件的重复利用，首先有必要了解软件复用技术相关知识，同时结合本课题需要，对软件复用中的领域工程和构件技术进行理论探讨，为后面桥梁通用监测软件的设计开发提供理论指导。 针对桥梁结构安全这一特定领域，结合软件复用中的领域工程技术方法，对桥梁现场监测进行了详细的需求分析，提出不同桥梁现场监测系统的共同需求和可变性需求。为了满足不同桥梁现场监测对监测设备的可变性需求，可以将软件系统中与底层设备相关的部分分离出来构成可复用构件，并设计通用数据接口实现构件和外部的通信；同时为了满足不同桥梁现场监测对监测规模、监测策略等各方面的可变性需求，可以增加设计系统配置功能模块来设置系统的相关参数，让使用者根据实际需求动态生成实际运行系统，从而完成从领域工程到具体应用工程的客户化过程。基于以上分析，本文在一般测控软件的层次化体系结构的基础上进行了优化，设计了一种基于数据库的桥梁通用现场监测软件系统体系结构。并在该系统体系结构上，根据系统功能需求，完成了桥梁通用现场监测软件系统的总体结构设计。 另外，还进行了系统开发环境的选择。在此开发环境下，完成了系统主要功能模块的程序设计。文中着重阐述了各重要功能模块的实现思想、实现流程、实现方法等内容。 系统设计完成后，先后在重庆市马桑溪长江大桥和重庆市石板坡大桥复线桥的现场监测中得到成功应用。实践证明，该系统运行稳定、输出数据准确可靠，实现了不同类型桥梁的现场监测。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1引言

1.2研究现状

1.2.1桥梁现场监测软件系统研究现状

1.2.2通用计算机监控软件研究现状

1.3本课题研究意义及可行性

1.3.1研究意义

1.3.2可行性

1.4研究内容

1.5本章小结

2软件复用技术研究

2.1引言

2.2软件复用技术

2.2.1软件复用定义

2.2.2软件复用的目的

2.2.3软件复用的分类

2.2.4软件复用设计过程

2.3与本文相关的软件复用技术

2.3.1领域工程

2.3.2构件技术

2.3.2基于特定领域构件的软件开发

2.4本章小结

3系统总体设计

3.1引言

3.2领域分析

3.2.1领域需求

3.2.2系统可变性需求

3.3领域设计

3.3.1一般测控软件体系结构

3.3.2桥梁通用现场监测软件体系结构

3.4系统总体结构

3.5软件开发环境和开发工具

3.5.1操作系统

3.5.2开发平台

3.5.3数据库管理系统

3.6本章小结

4系统主要功能模块的实现

4.1引言

4.2系统参数配置模块

4.2.1配置数据库设计

4.2.2数据库和数据表的创建

4.2.3人机交互界面设计

4.2.4模块和数据库的数据通信

4.3现场数据采集模块

4.3.1计算机串口通信技术

4.3.2串口编程

4.3.3通用采集接口设计

4.3.4数据采集流程

4.3.5DLL的建立和调用

4.4远程采集控制模块

4.4.1通信协议

4.4.2软件实现

4.5传感器自诊断模块

4.5.1诊断思想

4.5.2 RBF神经网络结构

4.5.3实现流程

4.5.4仿真结果

4.6本章小结

5桥梁通用现场监测软件系统应用

5.1引言

5.2系统实现流程

5.3马桑溪长江大桥应用实例

5.3.1马桑溪大桥概况

5.3.2监测参数

5.3.4监测结果

5.4石板坡复线桥应用实例

5.4.1石板坡复线桥概况

5.4.2监测参数

5.4.3监测结果

5.5本章小结

6全文总结

致 谢

参考文献

附录