基于NIcRIO的多通道强震动监测与报警系统

　　TheChallenge:

　　系统在高动态范围、高计时精度、高频谱纯度和多通道设计上，具有一定的难度。在FPGA上，GPS同步、数字降采样、标定信号的多路转换控制和多种复杂的触发策略的实现极具挑战性；在数据接口中，miniSEED地震数据包的封装和基于NetSeisIP地震数据流的通信又是一个难点。在数据分析上，需要时域指标分析、频谱分析和联合时频谱分析等综合分析处理并进行强震动报警。

　　TheSolution:

　　利用NI公司的cRIO模块和LabVIEW8.6集成开发软件快速构建软硬件平台，进行多通道强震动监测与报警系统开发，实现地震动信号调理、数据采集、时钟同步、数据压缩传输、数据实时分析、数据离线分析、健康诊断、突发性震动破坏事件报警、网络通信和仪器控制等功能。

　　"借助NIcRIO，我们低成本、短周期、高可靠地开发了地震数据采集系统。系统中的数据触发存储功能更为强大和专业，支持地震业界标准的文件格式，全面满足地震信号处理与分析的专业要求。“基于NIcRIO的多通道强震动监测与报警系统”已经在广东虎门大桥的地震反应专用台阵上投入使用，初见成效。"

　1.强震动监测与报警系统组成

　　“基于NIcRIO的多通道强震动监测与报警系统”是针对重大工程、生命线工程、超高层建筑和特殊结构远程实时长期地开展强震动监测和分析其健康状况而设计的，既能够以分布式布设，也可以作为单一监测系统独立工作。系统由地震观测站点、专线网络和数据中心三大部分构成，如图1所示。

图1强震动监测与报警系统组成

　　地震观测站点中的数据采集器采用NIcRIO数据采集模块、GPS模块和电源模块搭建而成。其中cRIO由嵌入式实时控制器cRIO9014、cRIO背板cRIO9104、模拟输入模块cRIO9205、模拟输出模块cRIO9263和高速数字IO模块cRIO9401构成。如图2所示。

图2多通道强震动数据采集器内部结构