結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)研究與應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái),越來(lái)越多的先進(jìn)技術(shù)在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中得到重視和應(yīng)用,其中隨著微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)、無(wú)線通信和數(shù)字電路技術(shù)發(fā)展起來(lái)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了包括土木工程在內(nèi)許多領(lǐng)域的科研人員的特別關(guān)注.本文研究了大型結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)計(jì)方法;設(shè)計(jì)和構(gòu)建了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了相應(yīng)的試驗(yàn)以及在超高層建筑和橋梁結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了系統(tǒng)集成和應(yīng)用.本文的主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:1.針對(duì)傳統(tǒng)傳感器只能采集單一參

2、數(shù),以及結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由于部分傳感器失效而產(chǎn)生的信息損失和系統(tǒng)失效等問(wèn)題,提出了一種基于新興的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新型結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)原則.2.針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信帶寬限制、數(shù)據(jù)處理能力低和無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)間的協(xié)同工作機(jī)制等問(wèn)題,利用由美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校研發(fā)的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)在實(shí)驗(yàn)室中設(shè)計(jì)和建立了一個(gè)原型結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng),進(jìn)行了系統(tǒng)的測(cè)試和研究.3.針對(duì)分布在不同城市的超高層建筑的健康監(jiān)測(cè),利用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和Inte

3、rnet技術(shù)設(shè)計(jì)了一個(gè)分層的超高層建筑結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng).4.針對(duì)大跨度橋梁的變形監(jiān)測(cè)及其對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果快速、高精度處理的要求,利用衛(wèi)星定位技術(shù)、無(wú)線通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、精密工程測(cè)量技術(shù)及現(xiàn)代數(shù)據(jù)處理技術(shù)等高新技術(shù)集成了一個(gè)大跨度橋梁動(dòng)態(tài)位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng).利用無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的本地和遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸以及整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理,開(kāi)發(fā)了相應(yīng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和無(wú)線通信軟件.5.針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能耗和遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的傳輸延遲