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使用NI CompactRIO、labview 建构且完整的结构监控作业
概述：使用NI CompactRIO平台开发感测器网路，于重要的建物结构点布署分散式撷取作业与资料储存功能。
义大利米兰的梅雅萨球场(Meazza Stadium)，亦称为圣西罗(San Siro) 球场，近年来面临大型建物的常见问题，即包含由人们使用设施时所产生的建物压力；如合唱团、足球比赛，或摇滚音乐会。.针对Meazza Stadium 进行完整研究，并设计创新的监控系统，以量测建物结构的振动、了解金属零件的腐蚀情形，并勾勒出其他实体参数。更重要的1 点，系统能够承受球场环境的高机械性、高温，与高电磁波特性。
米兰的梅雅萨球场兴建于1925 年，并于1950 年代期间扩建第二层外围。目前的第三层外围完成于1980 年代晚期，为了容纳1990 年的足球赛达80,000 名球迷。球场本为足球比赛而兴建，但于1980 年代晚期开始，更开放予如演唱会的非运动性活动使用。
在偶然的情况下，音乐会与足球比赛的振动情形受到注意。由于数以千计的热情乐迷，均会跟着音乐旋律随之跳动，从而造成大规模的振动压力。国立米兰工业科技大学针对结构评估、模型分析、动态/静态量测，与建物材料的腐蚀情况，着手研究球场的整体堪用状态。在个阶段中，团队以完整的实验方案勾勒球场特征与物理现象，有系统的评估相关问题。且测试即获得大量资料。这些结果证实了监控系统对振动、压力、温度，与其他物理现象的必要性，且应长期注意相关影响、取得球场的动态特性，并要能找出危险情况的表征。
在球场举办演唱会时，乐迷们随着歌曲跳动或玩波浪舞，均为建物结构造成更多振动。当然，振动强度与乐迷的激动程度成正比。还有，若歌曲或乐迷的律动正好吻合建物结构的自然频(Natural frequency)，则振动强度亦将大幅提升。演唱会的振动强度，端看乐迷与音乐节奏而定。某些歌曲的节奏若吻合建物结构的自然频率，振动强度理所当然将高出平均值许多。因此针对相关现象进行量测，在振动强度达到危险等级之前，能够及早控制并采取对策。
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监控系统将持续量测0 ~ 50 Hz 频率范围内的参数，并稳定进行资料撷取、储存，与传输作业。针对梅雅萨球场，团队即以CompactRIO 平台为架构，并搭配使用NI LabVIEW 图形化程式设计环境所开发的多层次软体程式。
感测器的功用十分单纯，即提供高量测品质的资料；传感器与所属讯号处理单位之间的连接线，亦为精简的长度。从网路架构与经济效益的观点来看，要能以少的讯号处理单位达到所需的效能。团队即基于上述条件构成完整的量测方案。由于是以加速规进行量测作业，因此ICP 标准为量测主力。
主机电脑位于安全地点，并做为系统主体。在正常的作业条件下，电脑将搜集并分析储存于周边节点(Peripheral node) 的资料，且以同样方式处理后续资料。在设定阶段，电脑就如同节点组态与感测器校准的使用者介面。电脑亦为可透过网际网路而远端存取系统的闸道。
量测系统所预设的主要功能，即是要能分配撷取节点，以达成符合逻辑与经济效益的解决方案。而上述目的则缩短讯号连接线的长度，以期能于数万支行动电话、数百组电视讯号天线，与数不清电线的环境中，提升整体的量测品质。
透过CompacRIO节点所构成的网路，量测系统可达分散式资料撷取节点的优势，并可立于网路状态之外，分配资料储存的相关作业。正常情况下，主机电脑将整合节点，并控制资料的检索与储存作业。若重要的讯号处理单位或网路失去功能，每组CompactRIO节点均可立检索并储存资料达数天之久。
CompactRIO亦可达到的运算与储存效能，并以精巧体积承受严苛的环境条件。
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CompactRIO 亦可针对未来的新监控解决方案，提供的弹性；此项特性亦是其他量测系统所望其项背的。系统的可调整性，亦为节点与讯号处理类型的考量要点之一。动态量测系统的要点即为其滤波功能，使用者选择类比与数位滤波器，还有所需的高频率取样与线上降频(Decimation) 功能。
而LabVIEW即可轻松符合上述需求。机械研究团队能够直接与系统进行互动。透过LabVIEW，不需通晓软体程式设计的特殊技巧，亦可于任何时间进行修改。
系统管理软体可提供较佳的弹性与不同的功能，并让系统进行常式控制与初阶设定。在经过长时间的量测之后，此解决方案的自动诊断与校准程序，确实达到量测系统所需的稳定性。
