基于ZigBee无线传感器网络的温室监测系统设计

为了解决温室环境监测系统中遇到拓扑结构固定、节点延展性差等问题,提出了基于ZigBee无线传感器网络的温室监测系统设计与实现方法,构建了基于ZigBee协议的无线监测网络,给出了网络中节点硬件和软件的设计方案,详细论述了ZigBee协调器的组网过程。该系统利用PIC18F4620单片机控制CC2420无线收发器模块收发数据、驱动温湿度传感器（SHT11）,通过I2C总线方式进行数据采集,将采集的温湿度经Zig-Bee网络传输到监测平台。测试结果表明,该系统具有结构简单、节点灵活、功耗低等优点,实现了在无线环境下对温室中温湿度的有效监测。     

一种无线传感器网络应用系统的中间件设计与实现

为了降低获取异构传感器网络数据的复杂性,通过对无线传感器网络(WSN)接入异构网络技术的研究,提出了一种无线传感器网络应用系统的中间件设计方案.该方案是以S3C6410为主处理器的嵌入式开发板作为硬件开发平台,通过AODV路由协议,使多个监测区域的WSN网关和Adhoc网关组建成Adhoc类型的网络,从而解决了无线传感器网络与外部公网无缝隙连接的问题.该方案不但实现了经过WSN网关处理加工后的无线传感器网络数据上传至远程服务器的功能,而且为多个异构无线传感器网络同时接入外部网络提供了一种可靠的解决方法.     

海洋平台结构振动监测的无线传感实验研究

为验证无线传感器及其网络在海洋平台结构振动测试上应用的可行性.首先,提出了一种无线传感器及其网络拓扑结构,结合所开发的无线传感器网络讨论了传感器节点、基站以及软件通信协议的设计;进行海洋平台无线传感实验.研究表明:将无线传感器网络用于海洋平台结构监测,能够较好地反映海洋平台结构的振动情况;传感器节点易于安装拆除,不仅省去布设导线的费用,而且节省安装时间.     

基于无线传感器网络的农作物生长环境监测系统研究

本文提出了基于ZigBee技术的面向农作物的无线传感器网络监测系统的设计方案,其中硬件子系统包括四大部分：处理器模块、无线通信模块、传感器模块和电源模块;软件子系统涉及开发平台Tiny0S系统、CC2420驱动设计、串口和内网通信程序设计和传感器数据采集模块设计。系统具有良好的灵活性、可维护性和可扩展性,同时系统模块化、开放式的结构使系统具有良好的可移植性。     

无线传感器网络在悬臂梁试验中的应用

运用TinyOS软件对无线传感器编程,使节点构成无线传感器网络,并将其应用于大型土木结构的健康监测。首先介绍了无线传感器网络的特征和TinyOS操作系统,然后叙述了采用Micaz构成的无线传感器网络进行悬臂梁模态频率测试的过程,最后讨论了程序编写和试验方法的有关问题,并将试验结果与有线传感器及有限元分析结果进行了比较。结果表明,该试验方法是有效可行的。     

水下传感器网络节点设计及实现

文章提出了一种低功耗水下无线传感器网络节点的设计方案,该方案的特点是采用了"Sleep/Wake"工作模式降低节点功耗,基于软件无线电的设计思想,使节点功能有较好柔度和通用性。完成的网络节点样机结构简单、性能可靠、功耗低,并已经过水池测试验证。网络节点是水下传感器网络的核心部件,所完成的设计为水下无线传感器网络MAC协议的性能研究及验证提供了一个较为理想的平台。     

基于ZigBee技术的无线传感器网络系统

从ZigBee技术主要特点出发,分析研究了ZigBee无线传感器网络的拓扑结构和协议栈,以及Jennic JN5121的ZigBee无线传感器网络的开发平台.无线传感器网络技术在现代电站设备远程状态监测中具有较好的应用前景.     

基于无线传感器网络的水污染监测系统

针对水污染传统的检测手段耗时、步骤复杂,提出了使用无线传感器网络的水污染实时在线监测方案.所研制系统将无线传感器网络节点布置于所监测水域,利用无线分组服务数据通信技术远程传输监测数据,并通过因特网显示平台的监测点管理查询技术,全面提升系统的自动化与监测水平.探讨了传感器网络节能路由zigbee协议;实现了系统硬件与软件设计.模拟实验结果表明该系统可以实现远程管理中心和无线传感器网络的可靠、高速率的通讯.系统体积小、成本低,适用于现场水污染程度连续监测.     

无线传感器网络节点的系统设计

无线传感器网络节点的系统设计是组建无线传感器网络的关键技术之一。根据无线传感器网络的低功耗特性,讨论了基于Texas Instruments的节点硬件设计方案,由此来实现节点硬件设计。网络节点的设计采用Msp430F1611处理器芯片和CC2420射频芯片,并简单讨论了TinyOS程序下节点之间的网络拓扑结构的形成和上位机数据采集。试验结果表明,整体网络中的节点具有自组网,数据采集等功能。     

基于数据挖掘技术的桥梁结构健康状态检测

针对当前桥梁结构健康状态检测模型存在的检测误差大、检测效率差等难题,以改善桥梁结构健康状态检测结果为目标,设计了基于数据挖掘技术的桥梁结构健康状态检测模型。首先,采用无线传感器网络对桥梁结构健康状态数据进行采集,并采用核主成分分析对桥梁结构健康数据处理,去除桥梁结构健康数据的冗余特征,减少桥梁结构健康状态检测特征规模;然后,采用支持向量机对桥梁结构健康数据进行学习,并引入粒子群优化算法确定的桥梁结构健康状态检测模型的参数,建立最优的桥梁结构健康状态检测模型;最后,在Matlab2017平台上对桥梁结构健康模型的有效性和优越性进行测试。结果表明:本文模型获得了较高精度的桥梁结构健康状态检测结果,桥梁结构健康建模时间减少,提高了桥梁结构健康状态检测效率,而且桥梁结构健康状态检测整体性能要明显优于当前其他的桥梁结构健康检测模型,为桥梁结构健康研究提供了一种有效的工具。     

桥梁监测数据的三维GIS平台关键技术研究

从大型桥梁结构监测的要求出发,针对传统监测数据在现行监测过程中存在显示效果不明显、反馈不及时和非全自动监测报警等缺点,通过三维GIS技术建立桥梁结构监测系统,使其具有实时性、反馈性、智能性等,有力地保证了桥梁监测数据的直观表达。详细探讨了三维GIS应用于大型桥梁监测的关键技术,以武汉二七长江大桥为原型开展对具体桥梁的应用研究。结果表明,三维GIS应用于桥梁监测的技术方案能够有效地克服现有方法的缺陷,提高了桥梁监测中数据反馈、展现的能力,对相关桥梁监测的新思路具有一定的借鉴意义。     

基于FBG传感器的结构健康监测体系及其应用

简述了现在日本利用结构健康监测的数据进行结构性能评价的方法以及实测数据处理分析技术的现状,介绍了一种针对大跨度抗弯结构的分布式监测系统的构筑方法,并将该方法应用于桥梁结构健康检测和监测系统。该方法基于笔者参与开发的长标距光纤布拉格光栅(FBG)传感器建立的分布式传感系统,结合使用监测数据分析软件SforD,通过测量应变实现结构的健康监测,监测桥梁的应变分布情况、沿长度方向的桥梁挠度分布、结构振动特性(如振动频率和振型)、荷载、桥梁损伤探测等信息。应用案例表明,监测系统提供的实测结果与理论分析结果吻合良好。本文可为智慧城市及智能结构的建设提供多功能的结构健康监测和检测方面的解决方案。     

桥梁健康监测2019年度研究进展

桥梁健康监测系统利用通信传感设备远程记录运营中的结构持续响应,通过对信号数据的处理分析实现桥梁结构的实时预警与安全评估,从而达到保护结构正常运营、延长结构使用寿命、指导桥梁结构管养与维护决策的目的。桥梁健康监测技术作为桥梁工程领域新兴的分支,已逐渐成为一个热门研究方向。为了促进该领域研究进一步发展,指导健康监测系统在桥梁工程中更高效地应用,对桥梁健康监测系统的实施决策、传感器信号预处理、信号数据降噪处理、模态参数识别、有限元模型修正、损伤识别、状态预测与评估等关键技术方法的研究现状进行了详细介绍,并对2019年度内相关研究进展及应用进行了总结与评述,最终发现模式识别技术与机器学习方法正越来越广泛地应用到桥梁健康监测的研究中。     

分布式网络化桥梁结构安全监测系统研究

提出以一个专家系统为分析方法,由三级网络结构组成的分布式网络化结构监测和健康分析系统的网络框架,适用于桥梁的主要结构状态监测及健康评估,为桥梁从定期检测向预测检修模式提供技术保障。该监测系统经过一年多的考验表明,光纤光栅的稳定性和耐久性满足桥梁结构长期健康监测的要求,为桥梁结构的健康诊断提供了依据。     

南昌新八一大桥健康监测预警指标计算分析

为了保证桥梁健康监测系统的有效性和及时性,给桥梁管理者提供维修及加固的依据,以南昌市新八一大桥为工程背景,在有限元数值模拟结合传感器监测数据的基础上,建立了多指标并行预警的结构预警体系,阐述了预警指标、预警阈值和预警流程,并重点对索力、关键部位应力和挠度、疲劳车辆荷载、固有频率变化率等预警指标进行了计算分析。应用结果表明,在当前荷载作用下新八一大桥的各项预警指标的结果都正常,满足使用要求。     

基于神经网络及时间序列混合模型的桥梁健康监测系统缺失数据填补

列举了实际桥梁健康监测系统中数据缺失的几种形式,根据桥梁健康监测系统中监测数据是时间序列集的特点,以及神经网络强大的映射能力,利用神经网络及时间序列混合模型的方法来填补缺失数据,并将该方法与时间序列法的填补结果进行对比,结果表明该方法处理缺失数据的误差较低。     

基于结构健康监测系统的桥梁数据异常诊断研究

桥梁结构监测主要集中在对桥梁结构损伤位置和损伤程度的研究, 然而, 这是以桥梁结构健康监测系统数据有效为前提的. 在实际的环境里, 由监测系统自身故障引起的异常往往会对监测数据有一定影响, 使得监测系统产生损伤误报, 增加了虚警率; 同时, 由某些外部荷载引起的突发事件, 可能会对结构有严重破坏, 不利于桥梁的安全维护和管理. 为了保证桥梁的安全, 提高桥梁结构监测的有效性, 有必要对特殊事件进行异常诊断. 该文将一类识别方法应用到桥梁数据诊断中, 即通过核主成分分析和超球面一类支持向量机方法将一般监测数据和特殊事件数据有效区分, 并利用江阴大桥的加速度传感器数据验证了该方法在船撞、台风、传感器装机噪声和传感器跳变信号下的有效性.     

中小型桥梁广域健康监测系统的研究

我国是桥梁大国,由于结构老化、运营管理以及建设质量等问题,近年来全国各地相继出现桥梁垮塌事故,造成了严重的人员伤亡和巨大的财产损失。为了保证既有桥梁的安全运营和尽可能延长其安全使用年限,对既有桥梁进行实时健康监测是非常必要的。由于桥梁健康监测系统投资、运营费用巨大和监测技术的不成熟,除少数特大型桥梁安装了监测系统9,9%以上的大、中、小跨径的桥梁都处于监测系统覆盖的盲区。文章主要探讨中小型桥梁健康监测系统的现状及近年来的进展,提出了一种基于智能传感器的中小型桥梁广域健康监测系统结构。     

桥梁健康监测2020年度研究进展

桥梁健康监测系统利用通讯传感设备远程记录运营中的结构持续响应,通过对信号数据的处理分析实现桥梁结构的实时预警与安全评估,从而达到保护结构正常运营、延长结构使用寿命、指导桥梁结构管养与维护决策的目的。桥梁健康监测技术作为桥梁工程领域新兴的分支,已逐渐成为一个热门研究方向。为了促进该领域研究进一步发展,指导健康监测系统在桥梁工程中更高效的应用,对桥梁健康监测系统的信号降噪、信号预警、模态参数识别、有限元模型修正、损伤识别、状态预测与评估等关键技术方法的研究现状进行了详细介绍,并对2020年度内相关研究进展及应用进行了总结与评述,最终发现机器学习方法正越来越广泛地应用到现阶段桥梁健康监测各项关键技术的研究中。     

Engineering approach to in-situ bridge health monitoring with fiber bragg gratings

It is well known that transportation is the economiclifeline of a country and bridges are the throat of com-munication.At present,there are about5000thou-sands of main highways in China,among which overone third are structurally defective,more or less dam-aged and potentially threatened by functional degrada-tion.Some of the key bridges need to be monitored,e-valuated and maintained,repaired or reinforced.Largeand important bridges are always designed to work formany decades or even longer.Ac…