LabVIEW人工岛基础设施光纤光栅监控系统设计与开发(2)
1.2 研究现状 目前人工岛工程建设在我国尚处于起步阶段，工程实践有限，其监测手段主要是基于传统的监测方法，包括：测斜管、孔隙水压力计、分层沉降管和地面沉降板等。这些监测手段需要大量人工，不能实时连续地监测，尤其是在外界环境恶劣的情况下无法进行人工采集[5-7]。这样无法对灾害体的发展过程进行实时跟踪，制约了及时的预警预报。这就需要设计出适合人工岛环境、能实时采集数据的自动化监测系统。 现有对于人工岛结构的自动化监测系统，仅有国内焦志斌等人设计的“人工岛安全监测自动化系统”[5-7]。该系统统具备数据采集、数据管理、绘制过程线、监测报表、传感器设置、用户管理、系统设置和系统帮助等功能，能实现对人工岛围堤的沉降、水平位移源]自=吹冰-·论~文"网·www.chuibin.com/ 、地基土空隙水压力等指标进行动态监测，发布监测数据，及时发出预警。但此系统的监测仪器是基于电气元件制成，必须带电传输，无法避免在数据传输时的电磁干扰，这会影响到监测数据的稳定、准确。 光纤光栅传感技术是近年来兴起的一门新兴学科，它利用光纤光栅作为传感元件，具有本质防爆、抗腐蚀、抗电磁干扰、对电绝缘、无电传输等诸多优点，通过波长编码的数字式传感，可实现准分布式远程监测，使用可靠性高，耐久性好[8-11]。目前国内外有许多基于光纤光栅传感技术的自动化监测系统的研究，主要应用在大型钢结构、桥梁、基坑等监测中[12-16]。 马晓等人开发的钢结构应变监测系统[13]，应用于济南奥体中心体育馆。该系统基于多线程模式的数据采集软件控制数据收发器和网络分析仪，对光纤光栅监测数据进行实时采集、分析处理，并将处理结果实时显示在监控计算机上。此系统仅能实现监测数据实时显示在监控计算机上，无法将数据实时发布到互联网和自动发出预警。 张东生等人开发的桥梁健康监测系统[14]，应用于武汉长江二桥。该健康监测系统软件采用 B/S 模式，在 Windows 平台下开发，后台数据库为 Microsoft SQLserver 2004，前端开发工具为 VC6.0和Dreamwave2004。健康监测系统软件通过控制解调仪实时采集基于光纤光栅传感技术的监测数据，并分析处理数据，存储在现场的服务器中。健康监测系统软件读取服务器中的监测数据，向互联网进行发布。此系统可以实现对桥梁应变、温度、偏位、振动的监测项目进行实时监测，发布监测数据。系统用户界面设计简洁，便于远程终端计算机查询监测数据[15]。 徐洪钟等人开发的基坑光纤光栅监测系统[16]，是对已有使用光纤光栅传感器进行基坑监测过程中遇到的监测结果直观表现性差、综合管理功能弱等问题进行改进。该系统软件基于虚拟仪器技术，由现场的光纤光栅传感器与解调仪相连进行测量，再通过网线将计算机与解调仪相连，计算机通过数据采集系统从解调仪采集数据，并通过实时管理程序对数据进行处理和保存，并提供给需要的用户。数据采集和实时管理均可通过网络发布，由远程的监测中心进行控制。根据实际工程的情况，对所监测的变量设定报警边界值，当监测过程中所测变量的数值超过报警边界值时，实时监测程序中显示的该测量值会变为红色，并发出预先设定的报警声以提醒现场监测人员及时采取措施。该系统能实现监测数据实时采集与存储、监测结果动态显示、报警监控等功能。系统软件具有友好的用户界面，操作简便，能在互联网上远程访问控制。 然而人工岛环境十分恶劣，现有的光纤光栅自动化监测系统并没有在此类环境下进行测试，故需要我们进一步研究实践。
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