在前面的文章中，我們了解了NI監測系統在港珠澳大橋港珠澳大橋“私人醫生”已上線和東海大橋NI 全天候為東海大橋健康監測把脈中的應用，今天小編再帶大家看下NI及其合作伙伴CGM工程公司如何攻克鳥巢和水立方的健康監測難題。

鳥巢和水立方需要什么樣的監測系統

北京國家體育場作為2008年北京奧運會的主體育場，可容納8萬名觀眾。整個體育場結構部件相互支撐，形成網絡狀構架，外觀酷似樹枝織成的鳥巢，“鳥巢”體育場故因此得名 。而另一奧運水上比賽項目舉辦地——中國國家水上運動中心，其設計理念源于自然狀態下肥皂泡沫的形狀，稱為“水立方”。

由于兩個場館體積巨大，如何監測它們的建筑安全、以及確保運動員和觀眾的安全受到了中國政府的重視。與其它新近建造的大型建筑一樣，中國地震局需要選擇尖端的建筑健康監測系統在場館內監測。該系統必須監測任何可能影響建筑物的波動——從自然地質的震動到在場觀眾造成的震動，以確保安全。

高穩定性高精度至上，SeismoCast 方案為鳥巢和水立方提供全方位守護

經過仔細評估，CGM工程公司（美國國家儀器有限公司合作伙伴之一）的SeismoCast 建筑監測方案被甄選為上述建筑物的監測管理系統。此方案提供簡單即用的安裝、多種I/O 選擇，工程師可快速簡便地重新配置系統以滿足系統的變化要求，同時其高性能及低單位成本等優勢使得SeismoCast 最終獲選成為鳥巢和水立方的守護者。

通過NI LabVIEW軟件和CompactRIO硬件平臺進行系統的設計、原型、發布，CGM在不到一年的時間里就完成了兩套系統的開發以滿足中國政府的特定需求。

“"采用LabVIEW 和CompactRIO 作為計算平臺，我們開發的這個嵌入式監測系統具有無可匹敵的精度，價格和靈活性。"

- Chris McDonald, CGM Engineering, Inc.

”

鳥巢采用了9 套64 通道的CompactRIO 系統，水立方則是2 套36 通道的系統，每套系統分別與嵌入式單板電腦相連并安置在堅固的NEMA 4 機箱中，各個機箱再以客戶端- 服務器的構架與主服務器連接后分布在各結構關鍵點進行監測與預警。

系統的主要任務在于測量結構振動和加速度，因此保證各通道之間的同步是非常重要的，這使得研究人員可以同步監測多個位置的振動，從而更好地理解和描述整個建筑結構所受的影響。傳統基于線纜的同步方法限制每個系統間最多相隔100 米，考慮到鳥巢和水立方的場地規模，至少需要分布上百套這樣的系統，因而基于線纜的方案并不適用于這種場地。為此，SeismoCast采用了全球定位系統（GPS）來構建同步解決方案。

使用GPS衛星的精確時鐘，SeismoCast建筑監測方案不受距離限制，而且能夠達到+/- 10 微秒內的同步精度，符合系統的同步需求。CompactRIO系統將采集得到的大量數據和分析結果傳送到同機箱的嵌入式單板電腦并臨時儲存，借助LabVIEW對于分布在不同地點數據的管理能力將數據通過以太網發送到主服務器，以進行進一步的分析。此外，系統允許研究人員通過客戶端軟件遠程連接并實時監測建筑物的健康狀況。