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。     

大坝安全监测中的数据融合算法研究

多传感器网络中采集的数据存在一定程度的误差,影响了大坝安全监测的可靠性.对此,将数据融合算法应用到大坝安全监测系统中,通过算术平均值和分批估计的方法,对多个传感器的测量值进行融合,得到更接近于真实值的数据,从而作出及时正确的评判和决策,指导大坝的安全运行.对水库水位的监测验证了该方法的可行性.     

形状记忆合金复合结构无线应变监测的新方法

将一定体积分数的形状记忆合金丝埋入复合材料形成混杂复合结构,可明显提高结构的应变吸收能量,改善复合材料结构的韧性.选择将这种混杂结构中的一些增强形状记忆合金丝作为电容器的电极,将构成的电容器接到振荡电路,结构的变形引起电容量的变化,从而导致振荡频率的改变,通过测量振荡电路的频率可实现结构应变的无线监测.理论分析和试验结果表明:这种方法是可行的.     

无线传感器网络数据融合技术的研究进展

首先对无线传感器网络的特点进行了介绍,分析了数据融合技术对无线传感器网络发展的重要性,之后简要介绍分析了部分有代表性的研究成果．最后讨论了无线传感器网络中数据融合问题的未来研究方向。     

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。     

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.     

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。     

面向无线传感器网络的数据融合技术

面向无线传感器网络的数据融合技术是避免数据传输拥塞、提升数据传输效率及降低能耗问题的有效方法.首先分析了数据融合技术的作用,其次根据在传感器网络协议栈中所处的层次对数据融合技术进行分类并详细介绍了每个分类的重要算法,最后指出数据融合技术发展所面临的挑战.     

无线传感器网络网内数据融合技术研究

网内数据融合技术可以消除无线传感器网络中的冗余信息，提高数据的精确度，并延长网络的生命周期。本文通过分析现有网内数据融合技术的不足，提出一种新型网内数据融合技术，它通过利用一种新型的融合定时机制，对节点的融合定时时间进行合理配置，取得网络能量利用效率和数据精确性之间的良好平衡。     

光纤应变传感器及其在结构健康监测中的应用

应变是表征工程结构健康状态的重要指标.光纤应变传感器以其对外界环境的变化敏感,质轻径细、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀、能实现绝对测量、稳定性好、容易复用、能埋入工程结构等特点,因此在结构健康监测中得到日益广泛的应用.目前,结构状态健康监测应用光纤应变传感器主要有光纤珐珀干涉传感器及光纤光栅传感器.本文介绍它们的原理、结构、及其在结构安全监测中的应用技术与系统.     

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。     

MEMS与建筑结构健康监测

建筑结构健康监测对现代建筑而言至关重要,并成为世界土木工程领域的研究前沿。首先介绍了用于建筑结构健康监测的主要技术,阐述了新型微机电技术应用于结构健康监测的优势。然后重点论述了微机电技术在建筑结构健康监测领域的国内外研究发展情况,尤其是美国的研究现状和最新成果。针对国内外研究水平的差距,文章最后提出了作者的一些观点。     

民用飞机结构健康监测系统的设计方法

结构健康监测技术是确定飞机结构完整性的革命性创新技术,其在减少飞机运营成本、提高飞行安全等方面具有非常突出的潜力和优势,将使民用飞机结构的维护策略发生变革：从定期计划维修向基于结构实时状态的视情维护转变。首先介绍了民用飞机结构健康监测技术国际研究现状及其国产民机应用SHM的必要性,论述了民机结构健康监测系统需要监测的金属结构和复合材料结构损伤、载荷、部位、损伤类型,以及理想SHM系统的要求。民机结构健康监测的主要参数包括载荷/环境谱、关键部位应变场、关键部位损伤三大类。给出了民用飞机结构健康监测系统设计方法,阐述了SHM主要监测参数及适用的传感器,介绍了民用飞机结构健康监测系统的总体架构设计和功能架构设计。     

基于RFID传感标签的弯曲应变无线监测方法及实验

为解决结构应变有线监测方法存在的布线量大、安装维护费用高、可靠性差等问题,提出一种基于RFID传感标签技术的无线监测新方法。详细介绍了由应变信号调理电路、MSP430单片机和nRF905无线收发模块组成的标签硬件设计和软件实现。根据有限元分析的结果,在碳纤维增强复合材料层合板实验试件上布置了多个电阻应变片,利用设计的传感标签和读写器,在万能材料试验机上构建了结构应变无线监测的实验系统。弯曲实验结果表明分布的传感标签可有效获取结构应变信号并实现信号的无线传输与处理;多通道数据分析处理结果与实验现象一致,验证了该系统实现结构应变无线监测的有效性。     

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.     

基于无线传感器网络的防盗监测系统设计

无线传感器网络由于自身资源受限,不可能存在一种解决方案适合所有的应用.对无线传感器网络在防盗监测这一类的应用特点进行了总结,提出了在具有该类特征的应用中无线传感器网络宜采取的部署实施方案和物理层与MAC层协议、路由协议、数据采集、节点定位、数据融合、时间同步算法,并在实验环境中进行了验证.为应用特征与此类似的应用提供了解决思路.     

基于无线传感器网络的公共设施监测系统设计

为解决公共设施管理维护困难的问题,提出了基于无线传感器网络技术的公共设施监测系统设计方案.分析了公共设施监测管理网络的系统结构,确定了网络协议,提出了系统的数据采集、数据融合和时间同步算法.数据采集算法为当公共设施未被盗时,汇聚节点定期与其通信;被盗后,公共设施主动发送报警信息.数据融合算法为节点在转发报警信息前判断此信息是否重复收到,如果是则不予转发,时间同步算法为汇聚节点在数据采集的同时对各终端节点进行时间同步.实验结果表明了系统的有效性.     

土木工程健康监测用F-P光纤应变测量技术

介绍了基于白光干涉的光纤F -P应变传感器原理 ,对其用于土木工程健康监测的安装工艺、温度补偿技术进行了研究 ,提出了工程应用中尚存的问题。     

土木工程智能健康监测与诊断系统

土木工程智能健康监测与诊断系统由传感元件、信号采集、信号传输与处理、健康诊断与安全评估、结果输出等部分构成。引入智能传感器、信息融合、故障诊断、结构损伤探测理论等对结构健康监测与诊断系统进行探讨 ,最后指出必须解决的关键问题与存在的困难 ,指明其广阔的应用前景