桥梁监测数据采集系统实现

《桥梁监测数据采集系统实现》项目要求

一、总体要求

1 按照题目要求，完成整个系统的需求分析；
2 根据分析，建立整个系统对象模型（必须包含继承关系、关联关系及多态等面向对象的特性）；
3 根据对象模型，实现整个系统的数据结构的设计；
4 根据分析，建立整个系统的功能模型；
5 根据建立的数据模型和功能模型，采用C++完成整个系统的编码及测试；
6 系统实现采用可视化界面，实现平台不限，但必须使用C++语言；同时使用文件技术完成数据的存储；

二、题目内容

随着我国基础设施建设的发展，在公路建设方面，桥梁成为跨越大江大河的首选构筑物。桥梁修建过后，随之而来的就是桥梁后期安全运营问题。在我国，部分桥梁常常处于超负荷的运行状态，这就使得桥梁构件遭受不同程度的损坏，危及大桥安全。因此对桥梁的重要构件和结构状态实时监测就显得尤为重要，这样不仅可以确保重要构件及全桥的安全性，还可以估算桥梁的剩余使用寿命，可以有效预防事故的发生，并能最大程度地减少财产损失。因此某桥梁管理单位需要实施对某座桥梁的实时监测。
在项目实施阶段，桥梁管理单位聘请了桥梁专家设计了该座桥梁的监测方案。根据该座桥梁的特点，主要实施桥梁的挠度、应变和位移三类特性的监测。监测方案测点布局图如图1。其中，应变指主梁在外力和非均匀温度场等因素作用下物体局部的相对变形。挠度是指主梁竖向方向y轴的,就是构件的竖向变形。位移主要指梁端伸缩缝的变化情况。

图1 监测点布局图
本监测方案主要实现主梁的应变、主梁的挠度和梁端伸缩缝的监测。每种类型的监测采用不同类型的传感器进行监测，每种监测均有多个监测点。本系统的主要目的是采集传感器的数据，并将传感器数据转换为监测物理量。
1 传感器
每种类型的传感器都有基本属性，包含传感器名称、规格、型号、生产厂家、生产日期等。但每种监测类型使用的传感器类型不同。其中：
应变传感器：主要采用光纤光栅串传感器。每个传感器均有一个出厂中心波长。
挠度传感器：主要采用GPS传感器，每个传感器均有测量单位属性（一般为：m、、dm和cm）。根据实际监测需要进行单位转换。
位移传感器：采用伸缩计传感器，每个传感器均有测量量程即测量下限和上限值，单位cm。
2 监测点
每个监测根据监测类型安装相应的传感器进行监测，并有测点位置等属性。
应变监测点：根据传感监测的波长和该监测点传感器的中心波长，计算该监测点的应变，单位με。计算公式：

挠度监测点：每个监测点安装一个GPS测点。在桥梁周围稳定地点设置有一个基准测点， 监测点的挠度为该GPS测点监测数据与基准点的监测值之差，单位cm。
位移监测点：在每个监测点上安装有一个位移传感器，每个测点在安装好传感器后标定该点的伸缩缝初始值，每次采集的数据与初始值之差为位移值，单位cm。
3 功能要求
（1） 完成整座桥的所有类别传感器的增、删、改和查等基本功能；
（2） 完成整座桥梁监测点信息的设置，并将测点与传感器相互关联；
（3） 完成各测点传感器数据向监测点物理量数据的计算；
（4） 能够根据测点查询各测点的监测历史数据，能够以表格方式或曲线方式显示监测数据。

项目成果展示：

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