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桥梁监测综合主机标准化设计

图6 桥梁监测综合主机软件架构

桥梁监测综合主机硬件可以采用高性能工业控制计算机，软件设计和实现是桥梁监测综合主机研发的主要内容。

为了实现传感器接口标准化的同时又不失通用性和灵活性，桥梁监测综合主机在软件整体架构上分系统调用层、中间层和应用层，如图6所示。系统调用层主要功能是调用操作系统底层应用编程接口(applicationprogramminginterface，API)来驱动通信接口实现数据通信功能。应用层主要功能是获取桥梁状态数据进行计算、分析、预警和显示。中间层是实现传感器接口标准化的关键，位于系统调用层传和应用层之间，其依据GB/T30269．702关于传感节点通信协议的规范，向下需要实现与桥梁状态参数采集终端的通信，从而获取或配置参数并读取桥梁状态数据，向上为上层应用软件提供采集终端数据编码获取和解析的服务，使得采集终端对于上层应用软件是透明的，这样上层应用软件可以更专注于各项功能策略的实现。根据GB/T30269．702关于通信协议的规范要求，中间层提供移除采集终端参数函数族、读取采集终端参数函数族、配置采集终端参数函数族和读取采集终端传感数据函数族等四类函数。

系统实现与测试

图7 实现的测试系统实物

采用通用的工业控制计算机作为桥梁监测综合主机的硬件平台，其通过以太网与桥梁状态参数采集终端的通信母板进行连接，采集终端信号接口适配子板的其中两个通道分别连接振动传感器和应变传感器。搭建的测试系统实物如图7所示。

基于LabVIEW编程环境开发的桥梁健康状态参数采集测试软件作为应用层软件运行在桥梁监测综合主机上。中间层软件通过C/C++语言编程实现，桥梁健康状态参数采集测试软件利用LabVIEW开发环境嵌入的C/C++语言接口调用中间层软件提供的标准接口函数，实现桥梁状态参数如振动和应变等数据的获取，测试软件运行界面如图8所示。

图8 桥梁健康状态参数采集测试软件界面