無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及其在實驗?zāi)B(tài)分析中的應(yīng)用.pdf

1、實驗?zāi)B(tài)分析是研究復(fù)雜結(jié)構(gòu)動力特性的重要手段，在結(jié)構(gòu)設(shè)計、振動控制、損傷識別及健康監(jiān)測等方面具有重要的作用。目前，在實驗?zāi)B(tài)分析中，主要采用有線連接的方式進行數(shù)據(jù)測量，但是有線采集系統(tǒng)的現(xiàn)場布線比較復(fù)雜、部署成本較高，且部署好之后，系統(tǒng)的可維護性和擴展性較差，特別地對于一些大型結(jié)構(gòu)設(shè)備的模態(tài)分析，其劣勢更加明顯。新型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有結(jié)構(gòu)簡單、維護費用低、安裝部署方便、擴展性好等優(yōu)點，能有效彌補有線數(shù)據(jù)采集的不足，使用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作

2、為實驗?zāi)B(tài)分析數(shù)據(jù)采集方式，能更好的為工程實際服務(wù)。本文以實驗?zāi)B(tài)分析為應(yīng)用背景，研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)拓撲、路由及多測點高速同步數(shù)據(jù)采集方法，并研究了短樣本模態(tài)參數(shù)識別方法，最后，設(shè)計開發(fā)了面向?qū)嶒災(zāi)B(tài)分析的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
　　分析了實驗?zāi)B(tài)分析中無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)及難點，針對實驗?zāi)B(tài)分析的需要，重點研究了網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、路由協(xié)議及多測點同步高速采集機制。提出了基于虛擬簇頭節(jié)點對的分簇路由協(xié)議及時間同步算法

3、，將時間同步與網(wǎng)絡(luò)路由相結(jié)合，能很好的適應(yīng)實驗?zāi)B(tài)分析數(shù)據(jù)測量，有效地降低節(jié)點能耗。
　　針對高頻采樣條件下，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)只能采集有限的短樣本信號，提出了基于分段頻譜細化的頻響函數(shù)優(yōu)化方法，在不增加分析樣本的前提下，有效提高頻響函數(shù)精度。仿真與實驗分析表明，本文方法能有效提高模態(tài)參數(shù)識別精度。
　　基于MICAz傳感器節(jié)點及MoteWorks無線傳感器網(wǎng)絡(luò)開發(fā)平臺，設(shè)計開發(fā)了高速數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)可靠傳輸、基于虛擬簇頭節(jié)點對的