我們非常迫切需要研制一套集振動信號檢測、數據采集、數據傳輸與分析、工程建筑結構物的健康診斷和突發性震動破壞事件報警技術等功能于一體的“多通道強震動監測與報警系統”。該系統的研制成功，將減輕費用的負擔，形成擁有自主知識產權的軟件產品，更好地滿足社會經濟發展的需要。通過部署這套系統到重大工程、生命線工程、超高層建筑和特殊結構上，將獲取豐富的結構抗震性能信息、提高結構分析和設計水平，將能實時地對工程建筑結構物的健康進行診斷。特別是在遇到突發性震動破壞事件時，能對重大工程、生命線工程實行監測報警，及時采取應急措施，進而減輕突發性破壞事件造成的經濟損失、人員傷亡。

　　“多通道強震動監測與報警系統”，將能加速科技成果轉化、形成產業化，為全國的重大工程、生命線工程、超高層建筑和特殊結構的抗震設防、健康診斷和破壞性震動事件預警提供更為準確和可靠的科學依據。

　　2、強震動監測與報警系統組成

　　“基于NI cRIO的多通道強震動監測與報警系統”是針對重大工程、生命線工程、超高層建筑和特殊結構遠程實時長期地開展強震動監測和分析其健康狀況而設計的，能夠以分布式布設，也可以作為單一監測系統獨立工作。系統由地震觀測站點、專線網絡和數據中心三大部分構成，如圖 1所示。地震觀測站點則由數據采集器、加速度計、供電設備和防雷設施組成，主要進行數據采集和預處理。專線網絡提供了地震觀測站點到數據中心的通信鏈路，使數據實時傳輸和交互通信有了便捷的途徑。數據中心主要部署了服務器、客戶端等設備。服務器加載了地震數據流模塊、數據存儲模塊、交互分析模塊等，負責實時數據的接收與對外分發、數據的存儲和交互分析。此外，服務器上還安裝了上位機通信控制及分析軟件，以Client的方式主動連接遠程的數據采集器，啟動第二路實時數據流的接收和數據的實時顯示、實時處理、實時警報。

圖1 強震動監測與報警系統組成

　　3、強震動監測與報警系統硬件平臺搭建

　　多通道強震動數據采集器采用NI cRIO數據采集模塊、GPS模塊和電源模塊搭建而成。其中cRIO由嵌入式實時控制器cRIO 9014、cRIO背板cRIO 9104、模擬輸入模塊cRIO 9205、模擬輸出模塊cRIO 9263和高速數字IO模塊cRIO 9401構成。如圖 2所示。

圖2 多通道強震動數據采集器內部結構

　　NI cRIO是一款高級嵌入式控制和采集系統，基于NI可重新配置I/O(RIO)技術。它不僅具備實時嵌入式處理器的低功率能耗功能，還兼有RIO FPGA芯片集的優越性能。借助NICompactRIO，用戶可以快速、低成本、高度可靠地創建嵌入式控制或采集系統，該系統可與自定義設計的硬件電路在優化性能上相媲美。