一種面向結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)計與研究.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)、傳感技術(shù)和微機電系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)被引入到結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測中，因其能夠克服有線傳感器網(wǎng)絡(luò)布線量大、成本高等不足而得到快速發(fā)展?？v觀無線傳感器節(jié)點及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，硬件和軟件都不斷推陳出新，本文選用了先進(jìn)的微電子元件，集成開發(fā)了一種新型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，基于AVR Studio軟件平臺進(jìn)行了程序開發(fā)，組建成完整的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并通過結(jié)構(gòu)動力測試對其綜合性能進(jìn)行了評估，實驗表明本文開

2、發(fā)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測上具有良好的應(yīng)用前景。
　　本文主要研究工作和成果如下：
　　集成了一種新型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和基站。節(jié)點由微處理器單元、無線通信單元、數(shù)據(jù)采集單元和能量單元組成，可測量土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測常用物理量加速度和應(yīng)變，并在電子工程師協(xié)助下完成了外圍電路和擴展接口設(shè)計。
　　對數(shù)據(jù)采集單元的各傳感器進(jìn)行了標(biāo)定和測試。溫度采集模塊進(jìn)行了溫度對比測試，加速度采集模塊和應(yīng)變采集模塊分別進(jìn)行了靜態(tài)標(biāo)

3、定、靜態(tài)重復(fù)性測試和動態(tài)對比測試。通過測試的誤差分析和頻率識別分析，驗證了無線傳感器節(jié)點數(shù)據(jù)采集的有效性和可靠性。
　　開發(fā)了完整的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)程序，建立了由網(wǎng)內(nèi)節(jié)點和網(wǎng)絡(luò)基站組成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。軟件以AVR Studio軟件和BitCloud堆棧為開發(fā)平臺，選定分層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分層協(xié)議，完成了無線傳感器節(jié)點數(shù)據(jù)采集程序、時間同步程序、基站串口通信程序以及無線網(wǎng)絡(luò)通信程序的設(shè)計。
　　將開發(fā)的無線傳感器網(wǎng)