基于无线传感网络的大型结构健康监测系统

针对大型碳纤维复合材料机翼盒段壁板结构,实现了基于无线传感网络的多点应变结构健康监测系统,采用自组织竞争神经网络成功判剐了集中载荷模拟的损伤位置.本系统由传感采集子系统、无线传感网络子系统和终端监控子系统三部分组成.为了降低系统网络功耗及成本,提高系统的稳定性和可靠性,改善传感网络的实时性和同步性,设计了可直接配接无线传感网络节点的低功耗多通道应变传感器信号调理电路和基于无线传感网络的层次路由协议,开发了多通道应变数据采集、网络簇头转发和中继节点接收等主要软件模块.实验证明,相比于传统有线的监测方法和数据采集系统,基于无线传感网络的结构健康监测系统具有负重轻、成本低、易雏护和搭建移动方便等优点.     

嵌入式Ad hoc无线传感网络的载荷定位研究

Ad hoc传感网络是一种特殊的无线传感网络,除了具有普通无线网络传统的优点外,还具有无中心、自组织、多路由、动态拓扑等特点.本研究采用Ad hoc网络技术和Mica系列无线传感器,成功组建了无线传感网络,针对复合材料结构健康监测系统,实现了应变传感信号的采集,并结合模式识别技术,对结构所受集中载荷进行了定位研究,监测网络的系统性能也得到了优化.实验证明,Ad hoc传感网络用于智能材料结构监测是种好方法.     

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。     

基于无线传感网络的大体积混凝土裂缝监控技术

对大体积混凝土浇灌过程中的温度和温度应力进行监测与控制,可以有效防止裂缝的产生。在分析了大体积混凝土温度和应力常见监测方法的特点后,提出一种基于无线传感网络和移动agent技术的分布式温度和应力监控系统。系统利用无线传感器节点采集混凝土温度和应力等信号,实现并行的分布式信息采集与处理,安装布置简便;将移动agent应用于无线传感网络以解决异构系统间协作、协调及信息融合,有效降低了冗余数据的传输及节点能耗。详细分析了系统结构组成及设计方法,并利用该系统进行了现场测试,实验结果表明,该系统能够较好实现对混凝土施工过程中的温度、应变情况进行实时在线监测。     

基于UHF RFID技术的无线脉搏血氧监测系统设计

针对我国人口老龄化和医疗资源紧张问题,设计了一种基于900MHz UHF RFID技术的无线脉搏血氧传感系统.系统整体构架由光电传感器、微处理器、RFID标签、RFID阅读器和上位机组成.光电传感器和微处理器实时采集和处理脉搏血氧信号,RFID标签和阅读器实现数据无线通信,最终通过上位机完成数据收集和界面显示.实验结果表明:所设计系统与临床用血氧检测仪具有良好的一致性,且具有无线传输和低功耗的特点,为无线生物传感芯片的设计开发提供了参考.     

结构应变的无线监测及融合技术

针对结构应变监测,设计了一类无线应变传感装置,并对该装置采集的数据进行了数据融合处理.,介绍了无线应变传感器的硬件集成;描述了基于算术平均值的无线应变传感器信息融合方法;结合应变的无线测试实验,应用数据融合技术对测量数据加以分析处理.研究表明:所集成的无线应变传感器,安装简单、携带方便;采用了数据融合处理的应变信号更加准确;基于数据融合的无线应变传感器适合在现场测试中应用.     

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.     

机动车车速监测的RFID传感标签及其系统设计

为了实现机动车车速的分布式监测以及智能预警,设计了一种基于无线射频识别（RFID）技术的速度监测传感标签和电子管理系统。系统采用车速传感器采集机动车实际行驶速度并送入信号处理单元进行数据处理,传感标签将机动车身份信息、实际速度发送给安装在道路沿线的读写器;各读写器通过网络与电子管理系统进行实时信息交流。实验表明,该系统能准确采集机动车速度信息并实时传输和处理,为高速公路机动车行驾监管提供了一种新的技术方法。     

基于无线传感技术的多层砌体结构抗震自动化监测

自动化监测多层砌体结构抗震能力能够最大程度降低地震带来的损失,然而砌体结构的承受负荷和下沉量难以准确监测。为了解决上述问题,提升多层砌体结构抗震自动化监测效果,对基于无线传感技术的多层砌体结构抗震自动化监测模型进行设计。首先分析二维状态的砌块等效体积单元的应力-应变关系,进而判断得到的砌体受压应力-应变关系,确定监测点,再通过无线传感分析建立监测数学模型,利用信息采集对数据进行控制,实现抗震自动监测。实验结果表明,设计模型在受力超过临界值后,能够精准地判断出多层砌体结构所受荷载,监测的下沉量准确率在99.8%以上,具有一定的应用价值。     

基于C8051F330的机动车速度监测及无线传输系统

为实现对高速公路机动车行驶速度的全程监测及预警,设计了一种以C8051F330为控制核心的机动车速度监测及无线传输系统;详细叙述了系统设计原理与软硬件的实现方法,系统利用C8051F330单片机控制传感器实时采集机动车行驶速度信号并进行处理,通过RFID标签和读写器无线传输车辆速度、身份信息以及前方路况限速信息,从而实现对高速公路机动车速度的实时监测和预警功能;实验调试表明系统反应速度快、运行可靠且成本低,具有良好的应用前景.     

基于ZigBee技术的无线传感器网络及其应用研究

无线传感网络是当前国内外传感器技术领域的热点研究课题,着重研究了基于ZigBee技术的无线传感器网络节点的软硬件设计,实现了ZigBee无线传感器网络节点的设计,并运用该无线传感节点建立了基于ZigBee技术的无线结构健康监测系统,利用模式匹配的方法实现了基于无线传感器网络的载荷定位和结构紧固件失效的实时监测.     

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。     

采煤机无线监测系统的设计

为准确获取采煤机的运行状态参数,提出了一种采煤机无线监测系统的设计方案。该系统在采煤机机身的指定部位安装具有特定功能的无线传感器节点,用于采集采煤机的工作信号,该信号由DSP处理后,通过无线MESH网络传至无线网桥AP,再通过光纤传送到中心计算机,中心计算机上的分析软件对接收到的采煤机的工作信号进行分析,并根据预先设定的门限值进行报警或其它处理。现场试验结果表明,该系统运行良好,无线MESH网络的信号强度能够满足采煤机无线监测系统的要求。     

滚动轴承振动信号无线采集系统设计

针对滚动轴承振动信号有线监测系统存在现场布线不便的问题,设计了一种滚动轴承振动信号无线采集系统。该系统采用加速度传感器MMA7260采集滚动轴承振动信号的X、Y、Z轴向加速度信号,由无线射频收发芯片nRF9E5将该信号传输到PC机进行信号分析与处理,实现了滚动轴承振动信号的采集和短距离无线收发功能。实验结果验证了该系统的有效性。     

Design and development of microstrip patch antenna with circular and rectangular slot for structural health monitoring

Structural health monitoring (SHM) is the technique to identify the damage in the building or physical structures. Several structural health monitoring has been proposed in recent years. Increase in number of sensors and its wiring mechanism causes issue in signal processing demand, efficiency, and unreliability. In current state, already present sensors cannot be used for Structural Health Monitoring because of its high cost and low battery capacity, although none of these techniques are capable of monitoring the condition of complex physical structures. The measurement of strain can be done by using patch antenna as strain sensors. In currently available sensors only the wireless range. The main objective of this paper is to investigate the feasibility of using circular and rectangular slotted microstrip patch antenna as a strain sensor for structural health monitoring without these afore mentioned problems. These antenna sensors’ (slotted rectangular and circular microstrip patch antennas) simulation results are confirmed. From the simulation results, the sensor provides information about crack orientation.     

小波变换的无缝钢轨垂向应变信号分离

分析钢轨垂向应变信号基线漂移产生的原因,并采用小波变换对垂向应变信号进行分解与重构,分离信号中由温度引起的应变与轮轨力产生的应变.在Matlab环境下对分布式钢轨应力检测技术与无线传感网系统数据库中垂向应变信号进行处理,结果表明,该方法可以有效地分离信号中的不同成分.     

地震微观前兆预报网络系统设计研究(4)——网络系统设计

提出了地震微观前兆预报网络系统设计的一整套详细方案,包括地震模型、基岩传感器网络和数据融合、信号处理技术和网络系统设计.本文介绍网络系统设计方案,包括光纤传感器在地震预报网络中的应用、传感器网络平台的选择和网络设计、地震源定位的相干声阵列处理技术、光数据通信技术.     

基于无线传感器网络的氯气监测系统设计

基于433 MHz的无线自组网监测系统,设计了恒电位电解式氯气传感器的信号调理电路、信号采集和处理电路、电源管理模块、人机交互界面,搭建了基于星状拓扑的通信平台。解决了无线模块中电池欠电状态对监测带来盲点的问题,完成了环境中氯气含量的实时监测系统软硬件设计。该系统运行稳定,易于扩展,具有广阔的应用前景。