橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)的全功能無線傳感系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、大型橋梁在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著重要作用，橋梁的安全狀況也受到了人們的廣泛關(guān)注。由于長(zhǎng)期承受荷載的作用及飽受自然環(huán)境的影響，橋梁容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷、局部應(yīng)力過大等狀況。這些狀況最終會(huì)影響橋梁的安全。因此監(jiān)測(cè)橋梁結(jié)構(gòu)并及時(shí)評(píng)估橋梁的安全狀況在保證人們生命財(cái)產(chǎn)安全方面具有重要意義。在橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)中，通常需要監(jiān)測(cè)橋梁的多種信息如橋面的振動(dòng)、局部結(jié)構(gòu)應(yīng)力、斜拉索或懸索的索力、橋梁的傾角變化及橋梁工作的環(huán)境因素等，才能綜合地監(jiān)測(cè)和評(píng)估橋梁

2、的安全狀況?；诖耍疚难兄屏四軌蛲瑫r(shí)監(jiān)測(cè)橋梁多種關(guān)鍵信息的全功能無線傳感系統(tǒng)。
　　首先，分析了現(xiàn)有無線橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所存在的問題，介紹了無線橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)的原理，并在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了整個(gè)系統(tǒng)的架構(gòu)。其次，詳細(xì)闡述了傳感器節(jié)點(diǎn)的模塊化設(shè)計(jì)，包括傳感單元、信號(hào)調(diào)理單元、微處理單元、存儲(chǔ)單元、無線通信單元及電源管理單元;實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)的嵌入式軟件設(shè)計(jì)，包括通信協(xié)議和主程序軟件流程圖;并給出了數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

3、再次，闡明了時(shí)間同步對(duì)于保證橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)中數(shù)據(jù)分析的有效性具有非常重要的作用，時(shí)間同步的研究是本課題的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容之一;分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)典的時(shí)間同步算法TPSN，提出了一種改進(jìn)型的時(shí)間同步算法LP-TPSN，并完成了仿真驗(yàn)證，仿真結(jié)果表明改進(jìn)的算法顯著減少了時(shí)間同步過程中的能量開銷。最后，進(jìn)行了傳感器標(biāo)定實(shí)驗(yàn)和實(shí)際橋梁工程測(cè)試實(shí)驗(yàn)。
　　研究表明，基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研制的全功能無線傳感系統(tǒng)能夠時(shí)實(shí)、快速、方便的監(jiān)測(cè)橋梁