随着我国经济以及城市化进程的快速发展,高速公路、高铁等交通基础设施建设不断完善,这些交通基础设施的结构物在使用过程中,受环境影响不可避免地产生损伤累积,从而导致各种性能参数衰减,形成一系列的灾害隐患,如不及时发现和处理将严重威胁人们的生命安全。结构物应力应变等参数的自动化监测也因此受到越来越多的重视。本文基于全相位FFT（All Phase FFT,AP-FFT）算法,结合振弦数据采集的工程需求,提出了基于汉宁双窗的振弦数据采集全相位FFT算法（Hanning Double Window Vibration Wire Data Acquisition of All Phase FFT,HVAP-FFT）,并实现了基于此算法的振弦传感器数据采集系统,相较于传统的振弦数据采集系统有更高的抗干扰能力和更有效的采集质量评价方法。同时考虑工程实际需求,开展了低功耗设计与开发,采用电池供电即可长时间连续工作,便于在监测工程环境中安装及运维,实现对结构物应力应变等参数长期自动化监测。本文的主要研究内容如下:（1）针对振弦数据传统采集方法存在的激振问题和干扰导致的采集数据错误问题,提出了一套基于数字信号处理的自适应振弦数据采集方案。方案采用自适应预激振和相位匹配复激振的两次激振方式,解决传感器起振质量问题;采用数字信号频谱分析及插值频谱校正实现频率高精度测量,达到更好的抗干扰能力。（2）为实现自适应数据采集中复激振相位检测和高精度频率测量,本文基于数字信号全相位谱分析技术,提出HVAP-FFT算法。该算法计算复杂度低、抗干扰能力强,适用于振弦数据采集系统在工程应用中强干扰、低算力、供电难的场景特点。算法提出了振弦数据采集质量的评价参数,实现自适应采集过程的闭环控制和数据质量评价。然后通过MATLAB仿真,分析了算法在噪声干扰下相位检测及频率估计的精度,验证了HVAP-FFT用于本课题的可行性。（3）结合HVAP-FFT及工程应用需求,进行了嵌入式硬件设备的设计与开发,利用Multisim仿真分析了拾振电路的放大滤波性能;实现了HVAP-FFT算法软件化,并嵌入开发的硬件设备中,达到了预期的性能指标。振弦数据采集系统最终实现了低功耗的自适应振弦数据采集及Lo Ra组网数据通信。通过系统性能测试及现场工程应用,验证了HVAP-FFT振弦数据采集的有效性、抗干扰能力及工程应用的可靠性。确保系统能够实现对结构物长期稳定的自动化监测,具有良好的工程应用价值。