大型起重机械在线监测的无线传感器网络节点设计

从大型起重机械结构健康监测的实际应用出发,结合无线传感器网络分布式、高鲁棒性的特点,设计了一种基于Zig Bee的可对大型起重机械长期在线监测的无线传感器节点系统,并结合LabVIEW针对节点的通信距离、数据传输可靠性以及功耗等进行了现场实验,证明了节点能够很好地完成结构健康监测数据的采集与发送,能够满足在实际现场环境中大型起重机械结构健康监测对通信距离和可靠性以及节点功耗的要求.     

新型数字疲劳传感器设计

为了解决疲劳传感器在结构疲劳监测时,模拟信号传输噪声大、热输出大等引起的检测精度不高等问题,设计了一种数字疲劳传感器,此传感器采用片上系统ADuC845完成数据的采集与处理,传感器自带稳压,高精度、低温漂供桥与参考电路。传感器能实现温度补偿、非线性校正及数字信号传输。试验证明:传感器实际分辨力达0.001Ω,时间漂移小于0.002Ω/h,抗干扰能力强,测试精度与可靠性高,完全能满足工程疲劳检测的要求。     

用于应变监测的无线传感器网络节点的设计

针对结构健康监测中应变监测系统的器件连线复杂、维修难度大的特点,设计了用于应变监测的无线传感器网络节点,其中,包括多通道应变传感信号调理电路模块、数字处理模块和无线收发模块的开发。对用于应变监测的无线传感器网络节点进行了标定,并通过无线传感器网络的载荷定位试验验证了用于应变监测的无线传感器网络节点抗干扰性强,实时性好,具有较高的稳定性和可靠性。     

结构监测的无线加速度传感器设计与制作

提出了一种用于土木工程结构监测的无线加速度传感器的模块化设计方法,并研制开发了一种无线加速度传感器.首先,详细地阐述了组成无线传感器的各单元的测试原理和设计原则,并对各组成单元进行了集成;其次,给出了节点的软件设计流程;最后,对节点进行了测试.研究结果表明:该无线加速度传感器具有良好的精度;而且还具有自校准、集数字模拟信号采集于一体、稳定等特点,适合在土木工程结构监测中应用.     

无线传感器网络煤矿监测系统的设计与实现

为了减小矿难发生的可能性,利用无线传感网络技术设计了一个新型的煤矿安全监测与预警系统;该系统基于TinyOS嵌入式操作系统和S-MAC协议实现了信道接人,并将采集到的CO、CH4、温度、湿度等传感器数据经过处理后利用多跳路由传送到监控台,进而实现了对矿井工作面环境参数的实时安全监控.     

基于无线传感器网络的远距离结构健康监测

针对复合材料结构健康监测的特点和需求,实现了一套基于无线传感器网络(WSNs)的远距离结构健康监测系统。系统构成包括前端传感监测子系统、WSNs子系统和远终端监控子系统。为了扩大系统的监测范围,降低系统网络功耗及成本,提高系统的稳定性、智能性和抗毁性,研究了自制的无线传感节点、多跳路由技术及小型化配接电路,改进了终端程序和网络节点程序。实验证明:相对于传统有线的监测方式,基于WSNs的结构健康监测具有灵活性高、负重轻、成本低、搭建移动方便、维护容易等优点。     

无线智能传感器的设计与实现

本文研究了基于IEEE1451无线智能传感器的设计与实现。无线智能传感器系统由两部分构成:第一部分为系统的下位机,以一片nRF24E1无线收发芯片为核心,与DS18B20温度传感器组成温度采集系统,将采集到的温度数据和包含传感器基本信息的传感器电子数据表单TEDS(TransducerElectronicDataSheet)储存在EEPROM中,以无线方式将温度数据和TEDS发送出去;第二部分为系统的上位机,由一片nRF24E1无线收发芯片作为主控机,通过RS232接口与PC机相连,完成温度数据的无线接收,并在PC机上利用LabVIEW完成温度数据及TEDS的显示。     

一种IPv6无线传感器网络节点的设计与实现

通过总结无线传感器网络硬件节点的设计原则,提出了一种无线传感器网络通用节点设备的基本构架,设计实现了基于超低功耗处理器Atmega128和射频芯片CC2420的无线传感器网络节点设备。该设备具有能量自检测功能,并可以改变通用硬件接口上的数据采集部分实现多种不同类型的应用。采用模块化软件设计,引入有限状态机进行系统模式调度,设计实现了既能独立运行又支持嵌入式操作系统的节点适应层软件。通过引入多个节点的温度采集与反馈控制实验和节点生命周期静态测试实验验证了本设计的可行性和实用性。     

基于无线传感器网络的桥梁结构健康监测系统研究

随着通信技术、传感器技术的发展,新型的桥梁健康监测技术不断涌现。基于无线传感器网络的桥梁结构健康监测是将无线传感器网络技术与结构健康监测相结合,应用频率法通过加速度传感器测得一段时间内的桥梁拉索张力,经过无线传感器网络将数据传输到监测平台,从而达到对桥梁健康状况的监测。     

新型疲劳传感器设计与性能研究

基于经过特殊退火处理的康铜材料具有不可逆电阻疲劳载荷响应,用其作为疲劳敏感元件材料,但因制成的疲劳寿命计工作响应应变门槛值太高,设计了结构独特的弹性放大元件,两者组合构成的疲劳传感器灵敏度得到很大提高,满足了大型工程结构循环应力低、工作寿命长的寿命检测要求,从而达到对大型结构长期健康监测目的。通过试验,研究了该新型疲劳传感器的热输出特性和不同受力情况的放大系数变化,得到了传感器热输出和放大系数修正公式。所设计的疲劳传感器性能满足各种大型工程结构疲劳损伤监测要求,与其他疲劳检测方法相比,其测试精度、经济性和效率均具有明显优势。     

无线传感网络在结构健康监测中的应用

将无线传感网络引入结构健康监测中.根据无线传感网络的体系结构和性能标准,提出了应用在结构健康监测里的一些特殊需求.设计了一套实验系统,在此基础上,开发出几种网络协议和应用程序,实现了多跳路由,多参数采集和网络抗毁性,并应用这些程序,协同完成了载荷定位和紧固连接件松动诊断.实验证明,无线传感网络在结构健康监测中应用前景广阔.     

无线传感器网络在桥梁健康监测中的应用

桥梁的安全运营,是关系到国计民生的大事.因此,桥梁结构健康监测系统正成为国内外学术界和工程界的研究热点.无线传感器网络由于安装方便、维护成本低和部署灵活等特点,已被广泛应用于桥梁健康监测系统中.对现有的基于无线传感器网络的桥梁健康监测系统进行综述,依次介绍了各个子系统中的基本原理和典型方法,并结合多个具体实例分析了系统中的关键技术,最后总结了已有系统中存在的问题和未来的研究方向.     

基于无线传感网络的温度监测节点设计

介绍了基于无线传感网络的高压电气设备温度实时监测系统中温度监测节点的软、硬件设计。该节点由微处理器MSP430F2012、温度传感器DS18B20和无线收发控制器nRF24L01构成。在温度监测过程中,温度传感器定时采集温度,温度信号经微处理器处理后,节点通过无线收发控制器将得到的实际温度值发送给基站。该节点实现了对高压电气设备温度的实时监测功能,满足了测温节点低功耗的设计要求,提高了高压电气设备运行的稳定性和监测系统的可靠性。     

无线传感器网络在土木工程应用中的试验研究

传感器作为结构健康监测的基本组成部分,一直是人们关注的热点。该文论述了传感器技术的发展,尤其是无线传感器及无线传感器网络技术。介绍了由UCBerkeley研发的无线传感器节点-MICA的软硬件系统,针对结构健康监测,在实验室中建立和开发了一个原型监测系统,将选用的无线传感器节点布置在实验室两层结构模型上,组成一个无线传感器网络。通过小振动台试验证明无线传感器是完全可以应用于将来实际结构监测系统中的。     

智能无线传感网络在温室环境监控中的应用研究

针对目前温室监控存在有线通信方式投资大、成本高,且信息采集点的增加使实施布线难度加大,特别是在一些偏僻位置无法应用等问题,文章提出一种层次化无线传感网络(Wireless Sensor Network,WSN)远程监控系统。该系统的传感网络节点可以随机布置、随意扩充和组合。同时利用无线网络协议栈的路由协议和能量监控等关键技术,设计了一套温室实验系统。通过对本系统的性能进行试验测试,结果表明系统具有良好稳定性和可靠性。     

基于射频技术的无线传感器网络设计

介绍了一种利用Nordic公司生产的nRF401单片收发射频芯片和华邦公司生产的W77E58双串口单片机设计了一个可燃气体监控无线传感器网络,给出了无线传感器网络中传感器结点和中心结点的具体硬件实现,并给出了无线传感器网络的通信协议的软件实现.     

基于无线通信的温度监测系统的设计

通过对单片机技术和无线传感器网络技术的研究,介绍了一种具有分层结构的无线通信的温度监测系统,并设计了基于这种分层结构的通信协议,给出了系统的硬件结构和软件设计。应用结果表明,系统可以广泛应用在需要温度监测的领域。     

基于微控制器的钻杆扭矩测量及其超声-蓝牙分级无线传输系统

为实时测量狭窄金属钻杆钻头的扭矩信息,基于微控制器设计了钻杆底部的扭矩数据采集终端,实现扭矩信号数字化并将数据OOK调制于超声波,利用超声波实现钻杆内的数据无线传输,解决了钻杆内电磁波衰减严重的问题。在钻杆顶部设置数据接收终端,接收超声信号并通过蓝牙链路将数据无线发送至上位机。上位PC机通过蓝牙适配器无线接收超声信号并解调恢复扭矩数据。这种联合超声-蓝牙的分级无线技术为狭窄金属屏蔽管内的无线数据传输提供了一种新的思路。     

无线温湿度测量传感器网络设计

无线传感器网络是当前信息领域中研究的热点之一,可用于特殊环境实现信号的采集、处理和发送;文中介绍了一种无线温湿度传感器网络的设计,以PIC单片机为核心,利用集成湿度传感器和数字温度传感器设计出了温湿度传感器网络节点的硬件电路,并通过无线收发模块与控制中心通信,讨论和提出了传感器节点的低功耗设计以及数据通信的可靠性方法;该系统稳定性好,通信效率高,可广泛应用于环境检测.     

无线传感器网络数据中转器的设计

介绍了无线传感器网络数据中转器的工作原理和重要作用,提出了一种以32位ARM处理器LPC2148为核心的数据中转器的设计方案,详细介绍了数据中转器的软件设计、通信协议设计以及GPRS通信方式。该设计方案实时性强,稳定可靠。