● 摘要
本论文来源于桥梁健康监测工程项目,对桥梁的结构健康状态进行实时监测,对保证大型桥梁的安全运行具有重要意义。微应变数据采集系统在桥梁健康监测项目当中具有广泛应用,本文设计的数据采集系统综合软件主要用于管理局域网内多台具有24通道的微应变数据采集仪,接收、存储、处理来自应变数据采集仪的大量数据,解决大量数据下的传输实时性和可靠性问题。
论文首先对软硬件系统进行了详细的需求分析,充分考虑了在高于100sps的采样频率,多台设备24通道全部开启时的大数据量接收与处理中存在的实时性、可靠性问题。制定系统整体的运行管理方案,包括软硬件系统的总体设计,C/S模式数据采集软件设计和数据库上传软件设计。
其次,论文对采用层次化和模块化的设计思路,对满足LXI规范的C/S模式数据采集软件的设计进行了深入研究。抽象出了通讯与命令控制接口DLL模块,用于发送和解析包含TCP、LXI及用户自定命令协议的数据包供上层调用;为完成大数据量采集与处理任务,设计实现多线程安全高效并发队列;针对上下位机时间同步问题,设计实现了多种同步方式,包括上位机精准授时、定时同步等。完成了数据采集软件设计,系统在多设备多通道高速采集条件下,有良好的数据接收与处理实时性保证。
再次,研究了数据库的实体关系、进行了数据库设计、备份、恢复等问题,分析设计文件解析模块并讨论多种方式完成大数据上传数据库问题,设计出了性能良好且能够稳定工作的多线程数据库上传软件。
最后,经过认真丰富的实验和测试,证明设计的综合管理软件在完成数据采集、处理、存储以及显示功能的同时,具备实时性好,可靠性高,通用性强,便于升级更新等特点,满足数据采集系统对管理软件的需求。
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