软件在桥梁健康监测系统中处于较为核心的地位。从时间角度，桥梁健康监测系统软件架构有一个从分散化到集成化，然后又到分布化发展过程；从桥梁规模上，从单桥监测系统到多桥监测系统然后到目前大规模桥梁集群监测系统的技术升级迭代过程；从工程实施上，有软件和硬件安装分别发包，有按桥梁打包发包，还有数据软件单独一家承担其他均分散发包的不同工作模式。如此，从设计角度，须基于现有的软件开发基础和条件，针对不同规模的桥梁监测和项目实施模式，对软件架构进行具体设计，以能够支撑所在项目的桥梁监测系统的实施和长期运维及数据分析。
（1）传感器子系统
根据桥梁健康监测系统设计中不同的监测参数选择对应的传感器，传感器子系统中不包括软件，在设计中往往需要绘制传感器布点图，通过布点图能够审查布点位置和数量的合理性，同时能够精准统计传感器数量和型号。
（2）数据采集与控制子系统
数据采集能够把传感器获取的没有任何物理意义的模拟信号（电压、电流和光信号等）转换成数字化信号，同时信号转变成有物理意义的数据，如应变，振动等。不同传感器应用不同的采集设备进行数据采集，这部分需要设计传感器与采集设备之间的拓扑关系。对采集行为的控制，包括诊断，采集频率调整，时钟同步性设计等也通过采集设备来实现。数据采集与控制子系统包括硬件，也包括采集与控制和诊断等软件。
根据桥梁空间位置，在桥梁上布设多个采集站，每个采集站可包含不同类型不同数量采集设备，同时配备共用的配电、数据汇线和往远端传输的交换机等。采集站只是具有不同采集设备在一个地点的位置意义，不能作为独立的子系统来看待。有的传感器是无线传感器，无线传感器往往是把数字量向外传输。此类传感器内部集成了数据采集模块和无线发射模块，从系统结构上仍然与上述监测系统结构划分相符合。
（3）数据传输子系统
数据传输子系统包括各种数据传输线路和相关的交换机等设备。传输网络包括几种:①从传感器到DAU传输网络，暂且称呼为局部传输网络；②从DAU到桥梁交换机的传输网络，暂且称为二级传输网络；③从桥头交换机到监控中心交换机的传输网络，暂且称为“骨干传输网络”；④监控中心的布线等。
随着通信技术的发展，之前从桥位到监控中心往往使用光纤，目前来看可以采用无线传输网络，比如4G网络。以往从DAU到桥头交换机也采用光纤传输，目前甚至可以直接从DAU将数据传输到监控中心，甚至直接上传到云端。
（4）数据处理与管理子系统
桥梁结构健康监测系统建设目的是获取数据，对数据进行处理，为桥梁安全评估和养护提供支持。数据处理包括两个层面，第一层面是计算机能够自动实现的，这部分工作划分在数据处理与管理子系统，第二层面是需要专业知识和专业软件，需要专业人士通过人机交互才能完成的，划分在结构健康评估子系统中。数据处理与管理子系统主要包括：能够自动实现的数据处理，如最大值统计，频谱变换，雨流统计，轴载统计等等。数据显示与展示。数据库，包括自建数据库还是把数据传到云端进行管理。数据共享等策略和管理等。
（5）结构健康评估系统
结构评估系统不单单指桥梁承载能力评估，凡是需要知识模型，需要人工进行分析的计算统称为桥梁评估系统的应有功能。比如基于加速度数据的结构模态识别分析、结构损伤识别分析、汽车荷载模型统计分析、风荷载统计分析以及桥梁承载能力评估等，这些评估分析往往需要购买或者开发相应的专业软件。
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