基于cRIO的多通道數(shù)字強震記錄儀

　　數(shù)據(jù)觸發(fā)引擎對數(shù)據(jù)采集引擎?zhèn)魉偷拿客ǖ缹崟r信號波形數(shù)據(jù)進行復雜的觸發(fā)邏輯判斷。具體某一通道的觸發(fā)流程如圖3所示，實時數(shù)據(jù)經(jīng)過可選的觸發(fā)濾波器(IIR-A、CLASSIC STRONG MOTION和IIR-C)后進行閾值判定或長時/短時均值比(LTA/STA)判定，從而判斷產(chǎn)生該通道觸發(fā)輸出。這樣可以有效消除噪聲的影響，改善記錄器的靈敏度。每個通道都有各自的權(quán)重，各通道判定的結(jié)果和外觸發(fā)及網(wǎng)絡(luò)觸發(fā)的加權(quán)組合決定是否對觸發(fā)選擇的通道信號數(shù)據(jù)(觸發(fā)數(shù)據(jù))及相應的報警信息進行本地記錄并傳送至數(shù)據(jù)接口。觸發(fā)的加權(quán)組合邏輯判斷如圖4所示。

　　數(shù)據(jù)接口將數(shù)據(jù)觸發(fā)引擎?zhèn)魉偷挠|發(fā)數(shù)據(jù)及相應的報警信息處理轉(zhuǎn)換成miniSEED格式數(shù)據(jù)后，通過網(wǎng)絡(luò)實時傳輸至上位機進行顯示和報警。控制接口用于接收上位機的控制指令，對系統(tǒng)進行配置和工作狀態(tài)的切換。狀態(tài)接口負責將各引擎和接口的狀態(tài)轉(zhuǎn)換及錯誤信息進行匯總，并以廣播的形式向上位機發(fā)送。

　　上位機程序界面

　　上位機與多通道數(shù)字強震記錄儀通過網(wǎng)絡(luò)進行連接，提供記錄儀設(shè)置界面和信號顯示及分析界面。記錄儀設(shè)置界面如圖5所示，包括通道選擇及相關(guān)屬性、對應傳感器信息及屬性、記錄儀觸發(fā)條件及屬性等的查詢與設(shè)置。信號顯示及分析界面如圖6所示，包括記錄儀及GPS的工作狀態(tài)指示、各通道觸發(fā)數(shù)據(jù)及報警信息的實時顯示(miniSEED格式數(shù)據(jù)解包)、信號數(shù)據(jù)的在線及離線時頻域分析等功能。

　　結(jié)論

　　基于NI優(yōu)秀的cRIO硬件平臺和強大的LabVIEW軟件平臺，我們在短時間內(nèi)成功開發(fā)出集不間斷數(shù)據(jù)采集、強震信號記錄與實時傳輸、強震信號預警等功能于一體的多通道數(shù)字強震記錄儀，并成功運用于多個大型結(jié)構(gòu)體的強震環(huán)境監(jiān)測。以往此類設(shè)備幾乎全部依靠整套進口，昂貴的費用負擔和技術(shù)約束在一定程度上制約了我國防震減災工作的進一步發(fā)展。基于cRIO的多通道數(shù)字強震記錄儀的成功推出和應用，填補了國內(nèi)地震監(jiān)測領(lǐng)域的一項技術(shù)空白，在各類性能指標達到國際同類先進技術(shù)產(chǎn)品的同時，降低了應用成本，形成了自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件及系統(tǒng)產(chǎn)品[5]。