无线传感器网络在桥梁健康监测中的应用研究

针对无线传感器网络技术在桥梁结构健康监测中的应用,研究并开发了基于无线传感器网络的桥梁结构健康监测系统.采用能量均衡分簇路由算法、时间同步算法和能量管理算法,组建了低功耗、节点能量消耗均衡、具有多跳路由结构的无线传感器网络.同时,应用加速度传感器检测桥梁振动的加速度数据,通过FFT变换由加速度数据得到桥梁的固有频率,并根据固有频率分析桥梁的健康状况.系统在公路高架桥中进行了应用试验,试验结果表明,系统便携性好,监测数据可靠.     

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。     

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.     

无线传感器网络在井下煤炭自燃监测中的应用

针对煤炭自燃发火的监测问题,提出了将无线传感器网络技术应用于矿井煤炭自燃动态监测中的方案,介绍了无线传感器网络的体系结构、无线传感器网络节点的体系结构及软件设计等。     

基于PQCR-PSL的桥梁振动无线监测系统

基于压电式石英晶体谐振器与平面螺旋电感串联结构(PQCR-PSL),结合现场可编程门阵列(FPGA)、无线传感器网络(WSNs)和C#等技术,将一种结构简单、以频率为输出的数字化石英晶体电感传感器应用到桥梁振动等低频测量中,并以此为传感器探头搭建了整套无线监测系统.系统主要由传感器探头、FPGA系统、ZigBee网络、C#位机4部分组成,具有结构简单、稳定性好、数字化输出等特点,实现了对低频振动信号的非接触式无线实时监测.     

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。     

一种无线传感器网络节点的研制

无线传感器网络系统中,每个传感器节点都具有无线通信功能,各个测点的传感器单元,对此处的参数进行测量,并组成一个无线网络,将测量数据通过该网络以无线方式传送到监控中心。无线传感器网络系统与传统的有线传感器网络相比,具有耗资小、安装方便、维护和更新费用低等优势,非常适合用于对布线困难的区域、人员不能到达的区域和一些临时的场合的状况进行远程监测,如大型建筑的健康状态监测,空间探索,灾害预测,获取敌方战场信息等,也因此成为国际上的前沿热点研究领域。针对环境及结构状态监测,我们设计了一种无线传感器网络,该网络由若干传感器节点,一个无线接收功能的网络控制节点及一台计算机构成。无线传感器节点分布于需要监测的区域内,执行数据采集、处理和无线通信等工作,网络控制节点接收各传感器的数据并以有线的方式将数据传送给计算机。结构如图1所示。本文详细介绍了该无线传感器网络中无线传感器节点的设计,并给出实验测试结果。     

一种无线传感器监测系统的设计和研究

给出了一种无线传感器监测系统的设计与开发,结合MEMS微传感器和无线通信技术,研究了MEMS微加速度计检测信号的测量与无线传输技术,设计了系统电路,并完成了原型装置的制作与调试。通过无线、有线传感器的时频响应特性比较表明,无线传感器监测系统能够满足桥梁健康监测的要求。     

基于蓝牙传感器网络技术的桥梁健康监测系统

传感器之间的通信一直受到有线连接和各种无线通信协议的限制。运用一种随处可见并成本低廉的无线通信技术建立传感器区域网络(SANs)将加速传感器技术的进一步发展。自身有着很多优点的蓝牙作为一种世界广泛认可的标准,对于SANs是可行的选择。围绕蓝牙技术提出了一种方法构建由固定无线传感器组成的传感器网络,用于桥梁的健康监测;提出了拓扑组成方案,并对不同传感器信息的传递以及链接能量的问题进行了探讨。     

一种WSN分簇路由协议研究和实现

近年来,我国兴建了众多基础设施,基础设施的健康监测直接关系着人们的生命和财产安全,也关系着基础设施的正常运行,因此研究面向基础设施健康监测的无线传感器网络分簇路由协议至关重要.目前已经有多个成熟平面路由协议和分层路由协议,但它们都存在传感器节点能量有限、结构简单等缺陷.为了延长网络寿命、提高信息传榆的可靠性,就需要对现有的路由协议做一些改进,以适应大规模的无线传感器网络.首先分析了设计无线传感器网络路由协议时面临的挑战,分类总结了典型的无线传感器网络路由协议及其优缺点;然后在详细分析LEACH协议的基础上,对LEACH协议在簇头节点选择和簇间路由方面进行改进,提出了面向基础设施健康监测的无线传感器网络分簇路由协议.将分簇优化算法和簇间多跳路由算法相结合,组成面向基础设施健康监测的无线传感器网络分簇路由协议.实验仿真表明,该路由协议有效地均衡了网络的能耗,推迟了多数节点的死亡,延长了网络的有效寿命.     

基于WSNs和移动Agent的桥梁结构健康监测研究

针对桥梁结构大而复杂、传感器数目种类多、损伤形式多样等特点,引用无线传感器网络（WSNs）和移动Agent技术。以实际桥梁结构为研究对象,采用以CC2530为核心的无线传感器节点采集桥梁结构相关数据;利用移动Agent的移动性,迁移和访问网络节点,完成对节点数据的收集和处理;运用ZigBee无线通信协议将数据传送至网关节点加以处理;通过GPRS无线通信方式将最终数据送至监测中心,确定桥梁的健康状况。结果表明：该系统符合设计要求,且监测数据可靠,具有应用和推广价值。     

ZigBee无线网络技术在桥梁监测系统中的应用设计

通过对桥梁无线监测系统的分析,在研究ZigBee的IEEE802.15.4标准通信协议的基础上,提出了基于ZigBee无线传感器网络的桥梁监测系统架构,设计了桥梁无线网络监测系统数据采集与传输的软硬件,实现了监测信号的获取和无线传输。     

基于ZigBee无线传感器网络的煤矿监测系统设计

文章介绍了基于ZigBee无线传感器网络的煤矿监测系统的结构组成、适用于煤矿井巷环境的ZigBee无线传感器网络拓扑结构及网络节点的构成、软硬件设计等。凭借基于ZigBee技术的无线传感器网络节点可移动、组网快速简单、成本低、网络易维护等特点,该监测系统有着很大的推广应用价值。     

结构加速度无线监测传感网络的软件设计与实现

介绍了结构加速度监测的无线传感网络的拓扑结构以及无线传感器节点的硬件单元,结合网络结构确定了网络的通信协议,并重点介绍了网络的软件设计,利用所建立的无线加速度传感器网络进行了实验测试。研究表明：将软件嵌入在网络硬件平台上,使节点组网方便,具有自校准功能;由软硬件集成的无线加速度传感器网络具有网络集成、功能集成、系统集成的特点,适合土木工程结构监测应用。     

基于有线无线异构网络融合的桥梁健康监测系统

对于大跨度桥梁的健康检测．较为先进并已广泛使用的有线健康监测技术逐渐取代了传统的手工操作,但在实际应用中产生了安装电缆和更新系统带来的麻烦。相比之下,新开发的无线桥梁结构健康监测传感器技术更容易部署和更新,它克服有线系统存在的这些缺陷。然而,在某些情况下,无线网络的通信质量不能保证,导致系统的效率和可靠性受到影响。提出一种新的异构健康监测系统,它拥有有线和无线健康监测技术的优点。     

无线传感网络在桥梁结构健康监测中的应用

文中给出了利用无线传感网络进行桥梁健康检测的具体设计方案和实现方法;并采用Matlab软件进行仿真,给出了逼真的仿真效果图;同时给出了无线网络传感器——光栅应力传感器的实现原理;详细论述了针对健康监测的应用特点而设计的基于能量效率的无线传感网络分簇算法以及算法实现的详细实例程序;最后给出了系统实现的健康监测在控制终端PC机上的最终实现结果,并在论文最后作了必要的总结。     

基于有线无线异构网络融合的桥梁健康监测系统

对于大跨度桥梁的健康检测,较为先进并已广泛使用的有线健康监测技术逐渐取代了传统的手工操作,但在实际应用中产生了安装电缆和更新系统带来的麻烦。相比之下,新开发的无线桥梁结构健康监测传感器技术更容易部署和更新,它克服有线系统存在的这些缺陷。然而,在某些情况下,无线网络的通信质量不能保证,导致系统的效率和可靠性受到影响。提出一种新的异构健康监测系统,它拥有有线和无线健康监测技术的优点。     

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.     

基于nRF24LE1的无线宽带结构健康监测

与传统有线传感器网络相比,用无线传感器网络来构建结构健康监测系统,具有安装快捷、部署灵活、维护成本低、数据采集量大精度高等优点.挪威Nordic半导体公司最新推出世界上最小、集成度最高的单片超低功耗2.4G射频系统芯片nRF24LE1,用它来构建结构健康监测系统的无线传感器网络,可以获得更低的成本、更大的带宽和更好的实时性.