种新型多点分布式远程桥梁监测系统研究

2011-07-22 13:25:55来源: 互联网

    现有的桥梁监测系统采用的监测方法主要包括利用移动GSM网络建立连接的桥梁监测方式和利用光缆建立连接的桥梁监测方式[1]。这两种方式都是采用专用的传输通道,实施点对点的采集和控制。因此,按照这两种监测方式建立的桥梁监测系统都是单一的专用系统,即某监测系统只对某一特定桥梁进行监测,无法组建大型的监控网络。近年来,工程理论上又提出了一些新的桥梁监测方法,如基于无线传感网络的桥梁监测系统[2-3],基于多点轮询的零散状态桥梁监测系统[4]等,这些方法适用于采用同种技术构建零散状态下的大型监测系统,但对于不同的桥梁监测技术或与现有桥梁监测系统的兼容性仍有很大问题,可操作性较弱。另外,现有的桥梁监测系统基本上都采用了不同的组网设备、监控技术和网络结构,这不仅需要大量的人力、物力,维护管理上也有很大的困难,对监测情况的统计分析和经验交流也非常不利。实现整个城市或区域多个桥梁的分布式远程监控有利于降低成本,提高监控效率和能力,因此对其进行研究是十分必要的。但基于现有各种桥梁监测系统的不同技术接口,直接互联或采用某种硬件设备实现互联,难度高,代价大,从软层面实现各种不同桥梁监测现场系统的松耦合分布式远程监控是一种可行的解决方法。
1 现有的桥梁监测技术
    现有的桥梁监测系统采用的监测方法除最传统的人工进行数据的测量、记录和处理外,主要包括以下两种方式:利用移动GSM网络建立连接的桥梁监测方式和利用光缆建立连接的桥梁监测方式。采用GSM连接的桥梁监测方式是利用GSM的话音信道建立点对点的数据传输通道,通过监测中心计算机分别控制桥上各采集仪采集数据。此种方法,数据中心同一套设备在同一时间只能采集一座桥梁或一个采集仪连接的传感器数据。而且对总线上的设备控制也是点对点的控制方式,故数据采集的速度慢,操作繁琐。数据传输的方法基于移动网络的专用信道,费用高,使用不方便。利用光缆建立连接的桥梁监测方式,实际上是采用专用光缆或租用电信公用光缆代替了第1种方式中的移动GSM网络,使中间的传输网络更可靠、传输速率更高。但其仍是点对点的采集和控制方式,另外采用光网络设备成本高,维护难度大,监测中心相对固定,组建大型监控网络比较困难。
  由此可知,按照上述两种监测方式建立的桥梁监测系统都是单一的专用系统,即某监测系统只对某一特定桥梁进行监测,无法组建大型的监控网络。
  近年来,在工程理论上又提出了一种新的桥梁监测方法,这种方法的核心思想是:每个监测点的智能控制单元通过数据传输单元和通信基站接入GPRS或者CDMA网络,连接到因特网,再通过路由器连接监测中心计算机[4]。通过这种网络连接方式,监测中心计算机可异步地同时与多个监测点建立数据传输连接,实现多点监测和控制。同时监测中心计算机的数据处理单元采用多线程的方式,实现多任务数据采集和数据处理。在桥梁零散分布情况下,采用这种新的监测方法,若多座桥梁采用相同的组网设备和技术可组建新的大型监控网,实现多座桥梁的监测,否则只能在理论上是可行的,原因是:采用这种新的监测方法组建零散分布下多座桥梁的大型监测系统,若采用的多种采集仪的上行物理接口或通信协议不同,则要求采用多种智能控制单元与不同的采集仪进行物理接口适配和通信协议适配;同样,智能控制单元的上行物理接口和通信协议不同,则要求数据传输单元下行具备不同的物理接口和通信协议,而数据传输单元的上行都是统一的接入GPRS或CDMA网络的接口和通信协议。实际应用中,需要各种数据传输单元是非常困难的,因此这种情况下这种方式是无法实施的。
2 软层面的设计思路
  从软层面实现多个不同桥梁监测现场子系统之间的数据转换、传输和通信,典型的方法是在公用通信网络上架设软通信平台,由软通信平台提供各种子系统的适配接口、协议转换和远程数据传输功能。这种软通信平台又称软总线平台,图1显示了桥梁监测中软总线平台的一种可行系统架构。

  软总线平台包括硬件接口单元、软总线内核和应用接口单元。硬件接口单元包括各种硬件接口驱动程序,将从外部硬件接收的数据发送到所述软总线内核单元,并将从所述软总线内核单元接收的操作命令发送到外部硬件。软总线内核包括多线程任务调度、消息队列处理等功能单元,将从硬件接口单元接收的数据发送到应用接口单元,并将从上层接口单元接收的操作命令发送到硬件接口单元。应用接口单元提供了外部桥梁监测人机操作界面对所述软总线单元的访问接口,将从软总线内核接收的数据发送到外部桥梁监测人机操作界面,并将从外部桥梁监测人机操作界面接收的操作命令发送到软总线内核。
  为了实现分布式远程控制,软总线平台应具有标准的TCP/IP协议网络功能模块,该模块提供标准的网络应用API接口和网络接口硬件驱动,用于本地控制计算机和远程控制计算机之间的通信。为了实现多个不同技术的桥梁监测现场系统的接入,软总线平台具有支持各种桥梁监测现场系统接入的硬件驱动和适配接口;另外,为了使新的桥梁监测技术能简便地集成到本系统,软总线平台具有支持各种外部硬件系统无缝集成和外部桥梁监测软件二次开发的标准API接口。进一步地,可在软总线平台设计分布式数据存储接口,实现大型桥梁监测系统监测数据的本地存储和分布式处理。

[1] [2]

关键字:多点分布式  远程桥梁监测

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/0722/article_3045.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
多点分布式
远程桥梁监测

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved