[发明专利]一种基于车辆触发的桥梁荷载响应变频采样装置

说明书

本发明涉及一种基于车辆触发的桥梁荷载响应变频采样装置，其包括车辆类型识别装置、变频采集仪、无线传输模块和上位机；车辆类型识别装置将对公路运营车辆进行实时识别、分类后的信号传输至变频采集仪，作为变频采集仪的变频采样触发信号；变频采集仪能实时改变数据采样频率，进而用于对车辆类型识别装置传输至的信号进行变频采集存储；变频采集仪经无线传输模块与上位机进行信息交互，变频采集仪将变频采集到的信号经无线传输模块传输至上位机内，由上位机进行数据实时显示及保存；上位机将预先设定配置控制信号经无线传输模块传输至变频采集仪。本发明能实现变频采样，减少数据冗余、保证信号无失真恢复。

技术领域

本发明涉及一种桥梁健康监测领域，特别是关于一种基于车辆触发的桥梁荷载响应变频采样装置。

背景技术

桥梁健康监测系统的关键是结构损伤预警与辨识的准确度，结构可靠度评估与疲劳寿命评估的可靠度，都取决于信号的质量。信号质量主要依赖于测量过程中硬件的质量和数据记录的范围，这些都会对结果产生很大差异。因此，为了避免那些由于漏掉真实反映而获得较好评估结果的较差的测量工作，需要重点考虑的因素是：(1)记录时间的长度：记录的时间越长，评估的结果越准确；反之记录的时间较短，会承受风险带来的不良后果。(2)采样频率：表征采样的快慢，采样频率高，则采样快，采集到的数字信号越接近真实信号，低的采样频率会使信号严重失真。

为保证监测信号的质量，可对结构响应24小时实时高频采集，但采集的数据量过于庞大，给数据的传输和后期的数据处理、挖掘带来灾难。理想的情况是使用较小的存储空间，而又不能丢失信息的复现原始信号。变采样频率数据采集系统可根据外界的触发信号实时调整采样频率。当没有接收到触发信号时，用较低的采样频率进行采样。当接收到触发信号时，根据触发信号大小，使用提前设定好的较高的采样频率进行一段时间的采样。达到某一时间长度后，自动恢复为低采样频率。

因此，如何解决高频采集产生的海量数据与无线上传之间的矛盾这一矛盾成为目前亟需解决的技术问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于车辆触发的桥梁荷载响应变频采样装置，其对桥梁结构响应(如挠度、应变)实时在线高频监测指标，根据车辆类型进行触发，实现变频采样，减少数据冗余、保证信号无失真恢复。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种基于车辆触发的桥梁荷载响应变频采样装置，其包括车辆类型识别装置、变频采集仪、无线传输模块和上位机；所述车辆类型识别装置将对公路运营车辆进行实时识别、分类后的信号传输至所述变频采集仪，作为所述变频采集仪的变频采样触发信号；所述变频采集仪能实时改变数据采样频率，进而用于对所述车辆类型识别装置传输至的信号进行变频采集存储；所述变频采集仪经所述无线传输模块与所述上位机进行信息交互，所述变频采集仪将变频采集到的信号经所述无线传输模块传输至所述上位机内，由所述上位机进行数据实时显示及保存；所述上位机将预先设定配置控制信号经所述无线传输模块传输至所述变频采集仪。

进一步，所述车辆类型识别装置内预先设置有线圈、图像、红外线、毫米波雷达现有车辆识别方法，用于对公路运营车辆进行实时识别、分类，进而识别车辆的类型，并作为所述变频采集仪的变频采样触发信号。

进一步，所述预先设定配置控制信号包括变频采样频率、采样通道和触发逻辑。

进一步，所述变频采集仪包括单片机、FPGA和AD转换器；所述AD转换器将接收到的所述车辆识别装置传输至的车辆识别分类信号进行模数转换后，传输至所述FPGA，由所述FPGA触发控制所述AD转换器并存储模数转换后的信号；所述FPGA与所述单片机连接，所述单片机用于接收所述上位机的配置信号并传输至所述FPGA。