面向结构测试和健康监测的新技术
软件是SHM系统的重要组成部分。无论是在结构上进行可移植性测试，还是部署长期监测的系统，都要考虑软件的应用需求，包括在线和离线数据分析、易用性以及数据后处理和管理。
简单而强大的图形化编程
作为一种较新的应用程序开发方法，图形化编程显著降低了学习难度，因为图形化表达是比基于文本的代码更直观的设计符号。您可以通过交互式选板、对话框、菜单和数百个名为VI（虚拟仪器）的功能块来访问各种工具和功能。然后，您可以将这些VI拖放到程序框图上，以定义应用程序的行为。这种即点即用的方法可缩短从初始设置到最终完成解决方案所需的时间。
LabVIEW是一个经验证的图形化编程环境，专为开发测试、控制和测量应用程序的工程师和科学家而设计。凭借对多线程和并行编程、交互式执行和调试的内在支持，以及特定于应用的高级工具，LabVIEW可以帮助您在SHM应用中完成更多的工作。图6显示了LabVIEW应用程序采集并显示数个波形和同步图像的情况。
图6. LabVIEW图形化开发环境提供了强大的图形和可视化工具，可快速开发专业的用户界面。
LabVIEW图形化编程开发环境能够与多个计算平台兼容，包括CompactRIO等嵌入式控制器。因此，您可以利用LabVIEW丰富的功能，使用LabVIEW Real-Time模块和CompactRIO开发高性能的自定义嵌入式监测系统。
LabVIEW还包含Express VI（基于配置的步骤或向导），可简化测量、执行高级分析和将数据存储到磁盘的过程。
数据分析
SHM应用有3个重要步骤：预处理采集的数据；应用数值方法和算法进行数据分析；以及执行开环和闭环仿真，用真实的数据验证模型。
使用LabVIEW中内置的VI进行滤波、采样和加窗，您可以轻松地对数据进行预处理。 借助用于振动分析和高级信号处理的工具包，LabVIEW可以帮助您使用全新的数值方法和算法进行SHM。
此外，LabVIEW还能满足实现更多仿真和在线纯输出参数估计等日益增长的需求，这也是其他应用领域的趋势，在这些应用领域中，准静态和动态信号的采集与分析是一个综合步骤。有了LabVIEW对闭环和开环仿真以及硬件在环(HIL)仿真的支持，您就拥有了一种通用的数据采集和分析方法。
图7. 各种NI软件包都提供先进的分析算法。
NI软件还具有数百种内置信号处理和分析算法，可满足不同的结构工程需求。用于结构和地震监测的少数分析算法涉及以下内容：
快速傅立叶变换(FFT)、功率谱、缩放功率谱和频率响应平均值、滤波和加窗
全倍频和分数倍频分析
雨流
峰值和均方根(RMS)检测
此外，NI软件还采用先进的可视化技术，可快速显示和分析高级处理技术。
数据管理
30多年来，工程师和科学家们一直在使用NI的硬件和软件来生成技术数据，但对数据的事后处理没做过多的考虑。事实上，数据可能非常宝贵，特别是对结构和地震应用而言。结构和地震监测中需要记录的瞬态事件（如果有的话）难以复制，正如地震事件一样。为了改变这一境况，NI提出了一种3阶段数据管理解决方案，该解决方案可实现灵活且有序的文件存储、全面的搜索功能，以及交互式后处理环境。
图8. NI技术数据管理解决方案包括数据文件、NI DataFinder和NI DIAdem。
为了满足这三种需求，NI技术数据管理(TDM)解决方案包含了三个部分：用于存储带有测试文件的描述性信息的TDM模型，用于搜索和挖掘测试数据的NI DataFinder（无论文件格式如何），以及用于分析和报表生成的NI DIAdem软件。
图9. DIAdem可为大型数据集的后处理提供交互式环境，包含自动报表生成、高级分析和数据可视化功能。
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