全功能无线同步桥梁结构监测系统的研究及应用

大型桥梁在改善城市交通状况及促进社会经济发展等方面起着重要作用.长期监测运营中的桥梁,并及时评估其安全状况对保障人们生命财产安全方面具有重要意义.开发了可以综合监测桥梁结构的全功能无线传感系统,提出了精度满足系统要求、能量开销更低的时间同步算法LP-TPSN.并对厦门某悬索桥进行了桥面振动测试.结果表明,该无线监测系统测试桥面振动准确度高,同时具有操作方便、实时性好、同步开销低等特点,在桥梁结构监测及状态评估领域中有良好的应用前景.     

地铁出口和内部条件对人员疏散的影响分析及应用

应用STEPS软件,采用计算机仿真技术对地铁出口人员疏散进行了研究．考虑了建筑物内部结构和人员行为对疏散的影响,建立了简单的地铁车站疏散模型,并利用该模型详细模拟了在不同出口和内部条件下的人员疏散过程．获得了不同时刻的人员分布状态,找到了不利于人员疏散的“瓶颈”位置,分析了地铁出口条件对于人员疏散的影响．这些结果可指导建筑物的疏散设计和建筑火灾等紧急情况下人员的安全疏散．     

基于IEEE1451.2协议的变送器接口TⅡ设计与实现

IEEE1451.2标准定义了智能变送器接口模块STIM和网络适配处理器NCAP之间的TⅡ接口协议,使传感器具有了即插即用功能,文中主要完成了TⅡ的设计。分析了变送器独立接口TⅡ模块的定义和工作原理;进行了变送器独立接口TⅡ硬件电路设计,并给出了工作模式;进行了接口的时序测量。研究表明：设计的变送器独立接口TⅡ,在时序等性能上符合IEEE1451.2标准,可应用于IEEE1451.2的网络化传感器研究。     

悬吊结构体系摆振响应测试及非线性误差修正

为解决悬吊结构多种模式摆振运动状态的量测问题,采用基于加速度测量原理的倾角传感器,通过理论分析建立了由传感器加速度信号提取平动运动模式下结构摆角增益系数的计算公式,解决了结构平动运动模式的量测问题,并且经过非线性误差修正后可以提高测量精度。对于结构转动(或回转)运动模式,类似于平动摆振运动控制系统在转动中由于质量振子的线性位移与结构摆角速度耦合影响而导致控制失效的问题,此时基于加速度原理的倾角传感器也将失效,而需要采用陀螺仪测量回转运动摆振角速度,再通过积分计算结构摆角。最后,对悬吊结构体系在两种运动模式下的摆振运动状态测量进行了试验验证,结果充分证明了本文所提方法的有效性和可行性。此外,针对悬吊结构复杂的多模式平转耦联摆振状态测量,提出需要将倾角传感器与陀螺仪相结合的监测策略。     

求作静定结构影响线的四种简便方法

对于复杂静定结构内力影响线问题,归纳了四种简便的求解方法,选例典型、归纳全面;这些方法有效地避免静力法的分段讨论,并且巧妙解决机动法不能直接确定复杂静定结构内力影响线的难题,能够开阔解题思路,因而有利于结构力学的教学和学习.     

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.     

基于无线传感器网络的芯片生产环境监测系统

针对芯片生产企业对环境温度、湿度、气压、洁净度等指标的严格要求,设计了基于无线传感器网络的芯片生产超净间环境监测系统。系统由已有的硬件部分和提出路由算法的软件部分构成,通过在实际的芯片生产超净间进行测试,验证了该系统不仅能够实时监测芯片生产企业环境参数的变化,而且能够保证传感器节点能量消耗的有效性和均衡性。     

海洋平台数据管理的无线控制仪系统设计

为了实现对海洋平台结构进行检测、监测所采集数据的可靠管理,保证平台结构能够安全、正常运行,结合无线传感器网络技术与数据挖掘技术,进行了海洋平台结构响应数据的无线控制仪管理系统设计.给出了无线控制仪管理系统的总体架构设计,以现有串口通讯技术为基础完成了无线控制仪的硬件集成,结合数据挖掘分类技术给出了无线控制仪的软件分析与设计;实验结果表明了该无线控制仪管理系统的可靠性,该系统实现平台多点振动测量、数据分类与存储、数据时频域分析以及多节点运行管理等功能,为海洋平台结构振动响应数据的采集和分析提供了新的解决手段,具有很好的应用前景.     

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.     

压电叠堆联接方式及低频发电特点的研究

压电发电是一种新型的振动能量收集技术。论文推导并给出了压电叠堆在33模式低频振动时输出电压和功率的数学表达式,并分析指出了输出电压和功率与压电系数、压电片个数、压电片厚度、激振力、激振频率正相关,与电极面积和介电常数负相关;电学串联的压电叠堆可以输出较高的开路电压;电学并联的压电叠堆可以输出较高的输出电流和功率。文中设计了压电叠堆夹持装置和振动发电实验装置,在振动频率5Hz、激振力26N的情况下得到两片电学串联叠堆和并联叠堆的最大功率分别为0.14μW和0.4μW;实测输出电压随振动频率、电阻、压电片个数、振子厚度和电极面积的变化趋势与理论预测相符。