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基于桥梁外荷载下应变检测系统的研究

作　者: 万万
导　师: 张奔牛
学　校: 重庆交通大学
专　业: 建筑与土木
关键词: 桥梁健康检测 振弦应变仪 485通信 传感器
分类号: U446
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


振弦应变仪是一种应用于大型结构物上的应变采集装置,但是目前实际应用中,每一个应变仪都使用了很长的线缆,在实践中造成诸多不便和浪费。本设计利用串行通讯中的RS-485总线实现单根缆线连接多个振弦应变仪,集中在一台控制系统上,实现线缆的节约利用,也有利于操作与检测,在实际施工及使用中带来便利。本系统允许连接32个驱动器和32个接收器,组成一个小型的网络,满足了数据采集需求。论文的第一章：介绍了课题研究背景,通信技术归纳,通信技术特点,通信技术发展状况及趋势,课题研究的意义,课题研究的主要内容。第二章：提出了单缆应变采集系统设计框架和系统设计的原理。第三章：详细叙述了对采集器结构的设计。第四章：详细叙述了单缆通信结构的设计。第五章：详细叙述了显示控制结构的设计。第六章：对电源电路设计做了叙述。第七章：对系统测试结果作了客观的分析。第八章：在介绍单缆应变采集系统的研制成果的基础上,对本论文所研究的课题进行了总结和展望。本文详细地介绍了单缆应变采集装置的研制过程。系统的研制方向主要是多个单片机共同实现远距离通信,并且控制集中在1个点上,所以系统设计的通信电路采用RS485总线方式通信,电源电路将220V市电转换为5V直流电供给通信电路使用,显示电路显示主从机工作状态,控制电路按键实现对通信地址命令的控制,继电器实现对传感器的控制,通信电路主要完成主从机之间的通信。采集装置主要通过传感器采集数据,将数据通过数据总线收集起来传给PC机,由PC机保存。本系统控制部分显示部分集中在主机,方便操作,并且系统对故障也有很好的检测作用。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章 绪论  8-12
  1.1 课题研究背景  8
  1.2 串行通讯标准归纳  8-10
  1.3 RS-485通信的特点  10
  1.4 串行通讯的发展状况及趋势  10
  1.5 课题研究的意义  10-11
  1.6 课题研究的主要内容  11-12
第二章 单缆应变采集装置的总体设计  12-16
  2.1 系统框架  12-14
    2.1.1 系统总体结构  12
    2.1.2 采集结构  12-13
    2.1.3 通信结构  13
    2.1.4 控制显示结构  13-14
    2.1.5 电源结构  14
  2.2 系统仿真图设计  14-15
  2.3 小结  15-16
第三章 采集系统结构设计  16-21
  3.1 振弦应变传感器  16-19
    3.1.1 振弦传感器的原理  16-17
    3.1.2 工作原理  17-18
    3.1.3 振弦式应变传感器选择  18
    3.1.4 使用方法及注意事项  18-19
  3.2 采集装置  19-20
  3.3 小结  20-21
第四章 通信结构设计  21-34
  4.1 485通信电路  21-23
    4.1.1 工作原理  21
    4.1.2 芯片MAX485  21-22
    4.1.3 RS-232与RS-485转换电路  22-23
  4.2 程序设计与通信过程  23-33
    4.2.1 通信过程  23-24
    4.2.2 通信原理  24-25
    4.2.3 软件设计  25-26
    4.2.4 单片机AT89C51  26-33
  4.3 小结  33-34
第五章 控制显示结构设计  34-39
  5.1 控制电路  34-35
    5.1.1 继电器  34-35
  5.2 显示电路  35-38
    5.2.1 液晶显示电路  35-36
    5.2.2 液晶LCD1602  36-38
  5.3 小结  38-39
第六章 电源结构设计  39-47
  6.1 降压电路  39-43
    6.1.1 变压器工作原理  39-40
    6.1.2 变压器的结构  40-43
    6.1.3 变压器的标准与现状  43
  6.2 整流电路  43-44
  6.3 滤波电路  44-45
  6.4 稳压电路  45-46
  6.5 小结  46-47
第七章 系统测试与改进  47-53
  7.1 系统硬件设计  47
  7.2 系统正常状态测试  47-48
  7.3 系统故障检测功能测试  48-50
  7.4 改进之处  50-52
  7.5 小结  52-53
第八章 总结与展望  53-55
  8.1 研制成果  53
  8.2 总结  53
  8.3 展望  53-55
致谢  55-56
参考文献  56-58
作者在学期间的研究成果  58

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 桥梁试验观测与检定
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