桥梁结构损伤易造成重大事故,对其进行实时监测非常必要,特别是对桥梁上部与下部结构的重要连接构件——支座进行实时监测。支座监测可以准确地获取桥梁内部应力信息,进而对桥梁健康状况进行判断分析。因此,本课题基于现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA),结合传感、信号处理、嵌入式系统等技术,设计出一种桥梁支座监测系统,具有精度高、通道多、通信方式种类多等优点,可实现对桥梁支座局部压应力的实时精准监测。首先,结合桥梁支座的实际受力情况,分析监测系统的设计需求,进而确定系统的整体设计方案。其次,实现多路模拟信号处理与传输任务。采用分压处理实现应力与电信号的转换,设计多级可调放大与滤波电路实现模拟信号硬件调理,通过模拟开关与模数转换器(Analog-Digital Converter,ADC)设计多通道信号采集电路,采集信号通过有线RS-422与无线Zigbee两种通信方式完成数据传输。然后,基于FPGA与PC完成数据采集与处理任务。设计ADC的软件接口实现数据采集,定义且实现通信协议完成串口通信任务,结合数据缓存FIFO提出一种新的平均加权运算,实现数据一次降噪处理与FPGA内部资源的充分运用。将FPGA处理后的数据传送至PC,采用无迹卡尔曼滤波完成二次降噪处理。最后,通过桥梁支座加载试验,完成传感器校准与适用性验证.并且对采集板的精度评估,分析受力监测系统的整体可行性。通过对设计的监测系统进行试验,采集板的检测误差小于200 μV,可实现32路传感信号采集工作与多种通信方式互补应用,校准后的传感器精度在±1.6%以内,系统可准确判断支座的局部应力分布。经过买际测试可知,本课题研究的系统满足桥梁支座健康监测的需求。