桥梁随着时间的推移,受到自重、静动荷载等作用,均会产生下挠。桥梁结构挠度变化是结构刚度变化的一个重要参量,挠度的长期监控是保障结构安全的重要手段之一。目前基于压力场连通管法法具有适应性强、精度高等其他测量方式不可比拟的优势,在桥梁长期监控中得到了广泛的应用。解决系统布设环境要求高、持续供电、造价成本高、数据有效利用率低等一系列问题,是监测系统得以持续发展的关键。本文将已广泛运用于各领域的嵌入式技术引用至压力场连通管法法桥梁挠度监测系统,结合简支梁模型实验,设计并完成了功耗低、成本低、数据无线远程传输和有效使用率高的桥梁动挠度监测系统。主要研究方法和结果如下:(1)集成系统构建与设计基于压力场连通管法法的集成系统主要由传感器子系统、信号采集子系统、无线传输子系统三部分构成,其具体设计为:(1)传感器子系统。基于监测系统0.1mm和4Hz的精度要求,对比了主流压力变送器精度参数和响应时间,选择罗斯蒙特3051CD压力变送器作为传感器子系统;研究了量程、工作环境、零点迁移、安置位置等因素对系统误差的影响,并结合实际桥梁情况将系统量程设置为0.76Kpa;为减小动态响应时间,满足4Hz桥梁动态挠度监测,压力变送器阻尼时间应设置为0.21s。(2)信号采集子系统。通过对比了主要型号采集卡的分辨率、转换误差、采样率、抗干扰能力、精度等参数,选择研华公司旗下的ADAM-4117作为挠度监测系统的A/D转换器,并对其参数和使用做了详细介绍。(3)无线传输子系统。通过对比分析了主要无线通讯技术,选择具有简单、可扩展、网络节点数多、成本低等优势的ZigBee技术作为本地无线传输子系统,基于功耗、内存、灵敏度、价格因素,选择了芯片,并完成了CC2530终端节点和协调器节点传输的组网设计。(2)结合简支梁实验数据分析验证了集成系统的可行性与准确性。采用时域分析与频谱分析的数学方法对集成系统和位移传感器系统同步监测数据进行统计分析,结果显示二者数据比例系数与理论值误差低于3%、相关性系数均大于0.8、检验P值均大于0.05、表明数据具有较好的相关性和无差异性;(3)基于传输速率、基站覆盖率、成本等因素,选择了3G通讯模块对数据进行远程传输。同时基于精度、稳定性的要求选择了北京振鸿伟业科技有限公司生产的型号为2HD750W DTU的3G模块、并完成了该模块的组网设计;(4)为提高数据有效利用率和为预警系统提供实时数据,提出了使用Web Service网络平台,并以“LAMP”模式搭建数据管理系统。通过安装、编译、配置文件、Smooth函数预处理等操作完成平台后端设计,使用了HTML、CSS、JavaScript语言编写了平台前端程序,完成了系统的访问设计。