基于LabVIEW的桥梁健康监测实时信号处理系统的设计

摘要

信号处理系统的设计是实现桥梁健康监测系统建立目的重要组成部分。信号处理系统的设计能反应出信号所代表的信息，能从采集到的结构原始信号中提取出反应结构状态的参数，供结构状态评估使用，是连接数据采集与结构评估的纽带。
　　本文在总结海量数据特点的基础之上强调了进行数据处理的必要性。将桥梁健康监测系统中的信号处理分为预处理和二次处理；结合现阶段信号处理在桥梁健康监测系统中的实际应用之后总结现有桥梁结构信号处理系统设计的特点。
　　首先对信号处理的数据来源——传感器系统进行了总结，给出传感器的布置原则和常见传感器的布置位置，分析传感器有关特性，结合传感器的输出信号特征、输出信息量和空间分布总结传感信号的特点，根据信号需要进行的处理类型给出了桥梁信号处理的整体框架。
　　为开发合理的数据处理流程，本文总结桥梁结构数据流的特点，根据数据特点开发数据预处理和二次处理的流程并总结进行各种处理的必要性。重点结合桥梁振动数据给出适用于桥梁振动数据分析的数字滤波参数设置和小波去噪参数设置的方法，结合例程说明了LabVIEW在数据预处理和二次处理方面的具体实现方式和实现效果。
　　为实现数据存储，论文总结数据库设计的必要性，对比各种数据库后选用 SQL Server作为开发工具；结合LabVIEW数据库开发技术实现SQL Server数据库的开发，结果表明数据库可以很好的实现数据的存储。
　　最后将设计的信号处理系统分别应用到某悬索桥历史存储数据和某斜拉桥实时采集的桥梁数据中，针对不同的信号类型选择不同的处理方式，实现桥梁信号的实时处理，并取得良好的效果。

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第一章 绪论

1.1 桥梁健康监测的意义

1.2 桥梁信号处理研究目的

1.3 桥梁信号处理研究现状

1.4 现有桥梁信号处理系统总结

1.5 本文研究内容

第二章 桥梁健康监测传感器系统设计

2.1 传感器系统概述

2.2 传感器监测内容

2.3 传感器布置位置

2.4 传感器有关特性分析

2.5 桥梁健康监测信号处理系统架构

2.6 本章小结

第三章 桥梁健康监测信号处理系统设计

3.1 桥梁信号预处理子系统设计

3.2 数据二次处理子系统设计

3.3 本章小结

第四章 桥梁健康监测数据库系统设计

4.1 必要性

4.2 数据库系统选型对比

4.3 LabVIEW与数据库

4.4 本章小结

第五章 数据处理系统实例应用

5.1 基于历史信号的数据处理

5.2 基于实时振动信号的数据处理

5.3 本章小结

结论及展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢