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数据通信与传输系统-结构健康监测设计专题

更新时间:2015-07-22 20:16:51点击次数:10334次字号:T|T


5.1 一般规定

5.1.1 数据采集系统应能从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集信息。

5.1.2 数据通信与传输系统应将系统采集到的数据传输到指定地点,以便进行存储、分析及发布等。

5.1.3 数据通信与传输系统应具有对来自结构健康监测系统内外的各种信息予以接收、存贮、处理、交换和传输的能力。

5.1.4 数据通信与传输系统提供的各类接口,应通过系统布线引至各个数据采集终端。

5.1.5 数据通信与传输系统设计,必须保证数据传输的可靠性、高效性及数据传输质量。

5.2 数据通信及传输方案

5.2.1 基于信号的同步技术

采用基于时钟同步模块的时钟频率共享技术,每个采集设备中装有时钟同步模块,再用同轴电缆将各个设备相连,以其中之一作为主模块,其余的作为从模块。主模块内部的时钟信号通过同轴电缆同步从模块内部的时钟信号。时间戳同步可以采用网络时间服务器。

5.2.2 基于时间的同步技术

系统各部分具有一个公共的时间基准参考,可以基于该基准时间生成事件、触发和时钟。对于跨度较大的长距离传输,可以利用包括GPSNTPIEEE 1588IRIG-B等各种时间参考,借助绝对定时实现测量结果的关联与同步。

5.2.3 有线传输

两个通信设备之间使用物理连接,将信号从一方传到另一方。常用的介质有双绞线、同轴电缆和光缆等,常用的接口有RS232RS422RS485RJ45等。

5.2.4 无线传输

两个通信设备之间不使用任何物理连接,将信号通过空间传输的一种技术。通常可分为无线广域通信网(无线公网)和无线局域通信网两种方式。常用的无线广域通信网络有GPRSCDMA两种制式;常用的无线局域通信网有无线网桥和部门行业专用频率通信等。

5.3 设计要求

5.3.1 数据采集系统设计,必须保证系统的采集准确度。

1. 系统采集数据的有效位数应与历史数据平均值的有效位数一致。

2. 系统采集数据与历史数据的差值应在合理范围内。

5.3.2 数据传输系统在设计,按照传输速度不同,选择同步传输或异步传输。

1. 低速数据传输宜采用异步传输;

2. 高速数据传输宜采用同步传输。

5.3.3 当数据传输系统选择同步传输时,需要结合现场实际情况,综合考虑传感器间距离、工程各阶段特征及工程现场地形条件等因素,选择合适的同步技术。

1. 对于小范围的结构健康监测系统,宜采用基于信号的同步技术。采用该技术,在设计时还需考虑路线最优化,增加最少的信号放大设备。同时注意外部的突发事件对信号可能造成的干扰。

2. 对于大范围的结构健康监测系统,宜采用基于时间的同步技术。

3. 根据工程实际需要,可选取一种或两种同步技术组合使用。

5.3.4 数据通信与传输系统的设计必须坚持因地制宜的原则,综合考虑数据通信传输距离、工程各阶段特征及工程现场地形条件、网络覆盖状况、已有的通信设施等因素,灵活选取合适的通信传输方式。

1. 当工程现场存在无线发射设备,通信信号受干扰的情况下,应采用有线传输方式。

2. 工程现场有强电磁场的环境下,应采取有效的电磁屏蔽措施,如无法实施电磁屏蔽,应采用有线传输方式。

3. 对于交通不便的深山峡谷、复杂地形、物理线路布设和维护困难的环境下,宜采用无线传输方式。

4. 需要构建临时通信网络的工程现场,宜采用无线传输方式。

5. 根据工程实际需要,可选择一种通信传输方式或多种通信传输方式进行组合使用。

5.3.5 采用有线传输数据,设计时应优先考虑利用监测系统已有的光纤通信网或部门局域互联网等数据传输线路,增加最少的中继器或转发器,选取适当的传输介质;同时应以现场数据采集器的接口为基础,以增加最少的接口转换器为原则,选取适当的接口类型。

5.3.6 采用无线传输数据,应根据工程现场营运的网络、成本及现场实际情况选择合适的无线传输方式。

5.3.7 数据通信与传输系统中应设计数据备份机制,以保证在通信传输线路故障时数据的完整性和可靠性。

1. 数据传输的发送端应至少保存最近7天的监测数据做备份。

2. 常用的数据存储介质为硬盘、磁带、CF卡、