文档介绍：基础设施3D模型分析

目录
1 前言……………………………………………………………………………………… 3
2 系统简介………………………………………………………………………………… 4
3 系统构架………………………………………………………………………………… 5
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系统关键技术………………………………………………………………………… 8
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论述桥梁隧道在无线远程健康监测下的3D建模数据分析系统,介绍硬件,软件,开发平台,图形建模,数据分析、存储及整套系统功能。着重介绍基于NI公司Labview开发环境下如何进行数据收集、解析,支点拓扑结构,3D模型搭建,数据植入等技术。用动态直观的方式查看分析桥梁、隧道的健康状态。此方案也可以解决同类有形设备、设施的3D动态数据分析。

该系统主要包括,硬件采集支点,数据收据发送终端,上位机数据收集、解析处理,3D建模,数据模态分析,数据保存。这个系统流程,,智能终端在通过自身的逻辑将接收到的数据打包,通过广域网的方式发送给远端的服务器。服务器将接收到的数据上传给上位机系统,上位机利用NI-Labview开发平台将接收到的数据进行过滤、解析、运算。NI-Labview讲解析计算好的数据送给Labview传感器映射控件3D Model。我们再通过3DMAX软件建立同实际监测设施同比例的模型,将建立的模型导入Labview传感器映射软件。根据在桥梁隧道实际安装的支点位置,将相对应的支点放置在传感器映射中的3D模型上。同时将服务器收到的数据链接到对应的支点上。这时实际被监测是桥梁隧道等设备就以模型的形式存放在软件中。当实际监测的桥梁、隧道等基础设施发生形变时,上位机的3D模型就会根据采集到的数据做相应的变化(变化量大小可以是颜色深浅表示,也可以用动态的形变来表示)。该系统以动态的方式将采集到的数据以对应模型的方式展现出来。直观逼真快速的反应了被测设施的变化情况。改变了大家长久以来靠查看分析采集数据图表带来的不便和辛苦。
登录界面
软件背面

3D隧道模型

3D隧道传感器映射
3D桥梁模型
3D桥梁传感器映射
支点拓扑图

数据采集

模态分析
数据保存

1) 智能支点采集模块,MCU控制传感器进行时时数据采集、传输、通过智能组网将数据时时高效的传送给智能终端
2) 智能终端接收支点发过来的数据,整理后发送到服务器
3) Labview开发平台,接收服务器上传过来的数据,对采集过来的数据进行过滤、解析、公式计算。将解析好的数据送至拓扑分析模块和3D建模。
4) 拓扑分析模块接收到数据后,根据数据内包含的支点拓扑关系,在Labview前面板用不同颜色的线将其连接起来。
5) 3D建模模块将接收到的数据根据支点号映射到向对应的支点上,在3D模型上各处安装支点的位置会根据映射上去的数据,做相应的颜色深浅和形态的变化。

1)支点拓扑结构
根据智能终端传回来的数据,解析后根据网络支点和通讯介质构成网络结构图。每个
通道都已不同颜色的连线进行区分。当在一条线路上的某些支点停止工作(出网)其它支点会根据支点内部设施的逻辑关系重新建立起一个网络。系统会定时刷新桌面根据采集到的数据重新连接一个新的拓扑结构图。如图
2)3D 模态分析
模态分析是研究结构动力特性一种近代方法,模态是机械结构的固有振动特性,每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。振动模态是弹性结构固有的、整体的特性。通过模态分析方法搞清楚了结构物在某一易受影响的频率范围内的各阶主要模态的特性,就可以预言结构在此频段内在外部或内部各种振源作用下产生的实际振动响应

1)Word 操作系统
2)NI Labview2010引擎