基于cRIO的多通道數(shù)字強(qiáng)震記錄儀

　　數(shù)據(jù)觸發(fā)引擎對(duì)數(shù)據(jù)采集引擎?zhèn)魉偷拿客ǖ缹?shí)時(shí)信號(hào)波形數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)可選的觸發(fā)濾波器(IIR-A、CLASSIC STRONG MOTION和IIR-C)后進(jìn)行閾值判定或長(zhǎng)時(shí)/短時(shí)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(gè)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(duì)觸發(fā)選擇的通道信號(hào)數(shù)據(jù)(觸發(fā)數(shù)據(jù))及相應(yīng)的報(bào)警信息進(jìn)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(yīng)的報(bào)警信息處理轉(zhuǎn)換成miniSEED格式數(shù)據(jù)后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸至上位機(jī)進(jìn)行顯示和報(bào)警?？刂平涌谟糜诮邮丈衔粰C(jī)的控制指令，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行配置和工作狀態(tài)的切換。狀態(tài)接口負(fù)責(zé)將各引擎和接口的狀態(tài)轉(zhuǎn)換及錯(cuò)誤信息進(jìn)行匯總，并以廣播的形式向上位機(jī)發(fā)送。

　　上位機(jī)程序界面

　　上位機(jī)與多通道數(shù)字強(qiáng)震記錄儀通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，提供記錄儀設(shè)置界面和信號(hào)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(duì)應(yīng)傳感器信息及屬性、記錄儀觸發(fā)條件及屬性等的查詢(xún)與設(shè)置。信號(hào)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(bào)警信息的實(shí)時(shí)顯示(miniSEED格式數(shù)據(jù)解包)、信號(hào)數(shù)據(jù)的在線及離線時(shí)頻域分析等功能。

　　結(jié)論

　　基于NI優(yōu)秀的cRIO硬件平臺(tái)和強(qiáng)大的LabVIEW軟件平臺(tái)，我們?cè)诙虝r(shí)間內(nèi)成功開(kāi)發(fā)出集不間斷數(shù)據(jù)采集、強(qiáng)震信號(hào)記錄與實(shí)時(shí)傳輸、強(qiáng)震信號(hào)預(yù)警等功能于一體的多通道數(shù)字強(qiáng)震記錄儀，并成功運(yùn)用于多個(gè)大型結(jié)構(gòu)體的強(qiáng)震環(huán)境監(jiān)測(cè)。以往此類(lèi)設(shè)備幾乎全部依靠整套進(jìn)口，昂貴的費(fèi)用負(fù)擔(dān)和技術(shù)約束在一定程度上制約了我國(guó)防震減災(zāi)工作的進(jìn)一步發(fā)展。基于cRIO的多通道數(shù)字強(qiáng)震記錄儀的成功推出和應(yīng)用，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)地震監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的一項(xiàng)技術(shù)空白，在各類(lèi)性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際同類(lèi)先進(jìn)技術(shù)產(chǎn)品的同時(shí)，降低了應(yīng)用成本，形成了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的軟件及系統(tǒng)產(chǎn)品[5]。