軟件是SHM系統(tǒng)的重要組成部分。無論是在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行可移植性測(cè)試，還是部署長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)，都要考慮軟件的應(yīng)用需求，包括在線和離線數(shù)據(jù)分析、易用性以及數(shù)據(jù)后處理和管理。

簡(jiǎn)單而強(qiáng)大的圖形化編程

作為一種較新的應(yīng)用程序開發(fā)方法，圖形化編程顯著降低了學(xué)習(xí)難度，因?yàn)閳D形化表達(dá)是比基于文本的代碼更直觀的設(shè)計(jì)符號(hào)。您可以通過交互式選板、對(duì)話框、菜單和數(shù)百個(gè)名為VI（虛擬儀器）的功能塊來訪問各種工具和功能。然后，您可以將這些VI拖放到程序框圖上，以定義應(yīng)用程序的行為。這種即點(diǎn)即用的方法可縮短從初始設(shè)置到最終完成解決方案所需的時(shí)間。

LabVIEW是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)證的圖形化編程環(huán)境，專為開發(fā)測(cè)試、控制和測(cè)量應(yīng)用程序的工程師和科學(xué)家而設(shè)計(jì)。憑借對(duì)多線程和并行編程、交互式執(zhí)行和調(diào)試的內(nèi)在支持，以及特定于應(yīng)用的高級(jí)工具，LabVIEW可以幫助您在SHM應(yīng)用中完成更多的工作。圖6顯示了LabVIEW應(yīng)用程序采集并顯示數(shù)個(gè)波形和同步圖像的情況。

圖6. LabVIEW圖形化開發(fā)環(huán)境提供了強(qiáng)大的圖形和可視化工具，可快速開發(fā)專業(yè)的用戶界面。

LabVIEW圖形化編程開發(fā)環(huán)境能夠與多個(gè)計(jì)算平臺(tái)兼容，包括CompactRIO等嵌入式控制器。因此，您可以利用LabVIEW豐富的功能，使用LabVIEW Real-Time模塊和CompactRIO開發(fā)高性能的自定義嵌入式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

LabVIEW還包含Express VI（基于配置的步驟或向?qū)В?，可?jiǎn)化測(cè)量、執(zhí)行高級(jí)分析和將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到磁盤的過程。 

數(shù)據(jù)分析

SHM應(yīng)用有3個(gè)重要步驟：預(yù)處理采集的數(shù)據(jù)；應(yīng)用數(shù)值方法和算法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析；以及執(zhí)行開環(huán)和閉環(huán)仿真，用真實(shí)的數(shù)據(jù)驗(yàn)證模型。

使用LabVIEW中內(nèi)置的VI進(jìn)行濾波、采樣和加窗，您可以輕松地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。 借助用于振動(dòng)分析和高級(jí)信號(hào)處理的工具包，LabVIEW可以幫助您使用全新的數(shù)值方法和算法進(jìn)行SHM。

此外，LabVIEW還能滿足實(shí)現(xiàn)更多仿真和在線純輸出參數(shù)估計(jì)等日益增長(zhǎng)的需求，這也是其他應(yīng)用領(lǐng)域的趨勢(shì)，在這些應(yīng)用領(lǐng)域中，準(zhǔn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)信號(hào)的采集與分析是一個(gè)綜合步驟。有了LabVIEW對(duì)閉環(huán)和開環(huán)仿真以及硬件在環(huán)(HIL)仿真的支持，您就擁有了一種通用的數(shù)據(jù)采集和分析方法。

圖7. 各種NI軟件包都提供先進(jìn)的分析算法。

NI軟件還具有數(shù)百種內(nèi)置信號(hào)處理和分析算法，可滿足不同的結(jié)構(gòu)工程需求。用于結(jié)構(gòu)和地震監(jiān)測(cè)的少數(shù)分析算法涉及以下內(nèi)容：

此外，NI軟件還采用先進(jìn)的可視化技術(shù)，可快速顯示和分析高級(jí)處理技術(shù)。

數(shù)據(jù)管理

30多年來，工程師和科學(xué)家們一直在使用NI的硬件和軟件來生成技術(shù)數(shù)據(jù)，但對(duì)數(shù)據(jù)的事后處理沒做過多的考慮。事實(shí)上，數(shù)據(jù)可能非常寶貴，特別是對(duì)結(jié)構(gòu)和地震應(yīng)用而言。結(jié)構(gòu)和地震監(jiān)測(cè)中需要記錄的瞬態(tài)事件（如果有的話）難以復(fù)制，正如地震事件一樣。為了改變這一境況，NI提出了一種3階段數(shù)據(jù)管理解決方案，該解決方案可實(shí)現(xiàn)靈活且有序的文件存儲(chǔ)、全面的搜索功能，以及交互式后處理環(huán)境。

圖8. NI技術(shù)數(shù)據(jù)管理解決方案包括數(shù)據(jù)文件、NI DataFinder和NI DIAdem。

為了滿足這三種需求，NI技術(shù)數(shù)據(jù)管理(TDM)解決方案包含了三個(gè)部分：用于存儲(chǔ)帶有測(cè)試文件的描述性信息的TDM模型，用于搜索和挖掘測(cè)試數(shù)據(jù)的NI DataFinder（無論文件格式如何），以及用于分析和報(bào)表生成的NI DIAdem軟件。 

圖9. DIAdem可為大型數(shù)據(jù)集的后處理提供交互式環(huán)境，包含自動(dòng)報(bào)表生成、高級(jí)分析和數(shù)據(jù)可視化功能。

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