基于光纤光栅的岩土应变监测系统软件设计

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岩土工程,是土木工程的重要组成部分,与人们的日常生活和工作息息相关。近年来,中国的城镇化脚步日益加快,人们的生活水平和环境意识逐步提高,希望在城镇设计方面要更加合理化和人性化;同时,由于近年来自然灾害频发,引发人们对岩土工程的关注,希望建筑物等工程项目能够提高抗灾能力。岩土工程监测,是岩土工程施工的重要环节。岩土工程监测的主要目的有:对工程进行长期观察,及时发现异常,进行安全预报;测量岩土工程中的各种参量,进行科学研究;为岩土工程进行下一步的设计和信息化施工提供可靠地依据。岩土工程项目使设计用寿命长、占用空间大,要求岩土监测系统可靠性高、测量范围广、长期运行稳定性好、适应恶劣环境能力强等。传统传感器难以满足上述要求,而光纤光栅传感器具有以下优点:体积小,对工程项目产生的影响小;抗电磁干扰,稳定性和精确度高;可以在一根光纤上扩展多个测点,能够进行大范围分布式测量;能够抵抗高低温环境和腐蚀环境。因而,光纤光栅传感器在国内外的许多工程项目中得到了广泛的应用。本文介绍了该岩土监测系统的软件设计与实现,主要有数据采集、数据库设计和数据监控等三个组成部分。数据采集部分使用C++语言进行编写,实现的功能有:通过与光纤光栅解调仪SM125进行socket通信,采集现场的光纤光栅传感器的波长数据,存入MySQL数据库;控制现场的光开关进行切换,实现分时复用,扩展测量范围。数据库设计部分采用的MySQL数据库。MySQL数据库具有短小精悍、功能丰富、运行稳定,十分适合项目开发使用。数据库的主要功能是,设计各种表格,存储数据、方便程序查询。本文中主要使用了MySQL的触发器和事务调度器两大功能,使数据的处理更加稳定高效,为后续程序的开发提供方便。数据监控程序部分为用户提供了友好的操作界面和丰富的功能。主要的功能有:实时显现,使用曲线显示数据;报警功能,根据设定进行数据报警;数据存储,可以实时地将数据保存成文本文件;数据查询,数据库保存最近一个月的数据以供查询。此外,还设计制作了程序的安装光盘,提供安装向导和帮助文档;这样就可以帮助用户迅速搭建软件监测平台,进行数据监控。基于光纤光栅岩土应变监测系统,是新疆马兰某部军队岩土工程项目的一个组成部分,是由山东大学光纤传感技术研究中心和岩土与结构工程研究中心两个实验室合作完成的。本系统主要测量岩土工程中的压力、温度、位移等参量对光纤光栅传感器产生的应变,为长期监测和实验测试提供数据支持。本系统已经交付使用,运行状况稳定;后来又多次在岩土与结构工程研究中心的模型试验项目中进行使用,效果良好。
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