基于新型树状结构的无线传感器网络桥梁监测系统

将新型树状结构的无线传感器网络应用于桥梁健康监测,保留了有线网络监控的优点,弥补了其布线复杂问题的不足.桥梁建筑在使用运行时,由于材料性能随着时间推移而老化,从而导致桥梁结构安全性能下降.基于新型树状结构的无线传感器网络利用业务方向性特点,有效减少资源浪费,提高通信效率.通过数据采集,传送或接收及网络数据分析,建立了基于新型树状结构的桥梁监测系统,提高了系统的能效和生命周期,并在系统鲁莽性和数据传输效率方面得到了提高.     

基于无线传感器网络的桥梁结构健康监测

对于大跨度桥梁的结构健康监测,传统的人工检测方法存在主观性强,整体性、时效性差等不足.目前广泛使用的有线健康监测在应用中也存在着布线难,系统易受环境影响等困难.利用无线传感器网络技术对桥梁结构健康状态进行监测,不仅保留了有线健康监测的优点,而且弥补了其在应用中的不足.文章首先对整个系统的组成进行了说明,接着分别对无线传感器网络节点以及基站的组成和作用进行了说明.在此基础上,提出温度漂移对无线传感器网络节点的加速度传感器输出的影响,并对如何利用温度补偿技术来校准加速度传感器的输出值进行了探讨,且给出了数据校准前和数据校准后的对比图.接下来,提出节点时钟同步的必要性,并对网络的时钟同步原理进行了探讨.在润扬长江大桥锚索上安装无线传感器网络节点,利用节点采集锚索的振动信息,并将其发送到基站节点.经数据分析可以得出锚索的振动频率,根据振动频率,便可以分析其受力情况,最终可以判断桥梁的结构健康状态.     

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ZigBee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。     

基于应变式传感器的桥梁无线测试系统的试验

在总结国内外无线检测技术的基础上,提出了一种基于应变式传感器网络化的桥梁无线测试系统,主要用于大型桥梁结构的检测或土木工程领域的健康监测.阐述了桥梁无线测试系统的各组成单元,给出了主要单元的基本原理及框图,并对各组成单元进行了集成.在可靠的通信协议下,通过主控软件,实现了以无线方式进行主控节点和各远端数据采集节点之间的数据传输,并对无线系统进行了对比试验研究.研究结果表明,该无线系统具有安全、高效、可靠、精度高、稳定性强、无须借助现有的通信网络、成本低、适应性好等优点.     

无线振动传感器的公路大桥测试试验研究

介绍了运用无线振动传感器进行公路大桥测试的试验情况。首先,针对桥梁结构振动检测应用,对XBOW的无线传感器网络进行了二次开发,利用中间件技术和Labview图形化编程语言,完成了无线传感器节点自组网、实时显示和存储等功能;然后,针对东营黄河公路大桥现场情况,完成了不同荷载作用下桥梁的无线振动测试。通过测试分析,可以判断出桥梁是否处于正常荷载状况,为进一步应用无线传感器网络进行桥梁结构的检测打下了基础。同时,也发现未封装传感器易受干扰,需要改进后应用效果更好。     

基于无线传感器网络的结构健康监测系统远程工作站软件设计

该文基于无线传感器网络的结构健康监测系统远程工作站软件的设计与开发,实现传感器数据在工作站中的存储、显示、分析和查询等,满足了无线传感器网络在结构健康监测系统中的应用,具有较高的实用价值。     

基于新型树状结构的无线传感器网络桥梁结构健康监测系统研究

常规的无线传感器网络通过支持任意两点之间的通信,实现相距多跳的节点之间通信,然而在节点密集布设情况下,任意两点之间的通信会导致数据重叠,进而造成有限带宽资源的浪费.基于新型树状结构的无线传感器网络利用业务的方向性特点,在桥梁结构健康监测系统中,把节点构造成以传感器节点-汇集节点-基站节点的深度为二的树,数据按照业务方向进行传输,可以有效减少资源浪费,提高通信效率.文章对传感器节点在桥梁结构健康监测系统中的定位问题进行了研究并给出了解决方案,提出通过两种休眠调度方法来减少节点及网络的能量消耗;通过对汇集节点的数据聚合模型的研究,给出分布式数据处理能有效减少数据通信量的结论;通过对基站节点的网络协议转换的研究,来实现大规模无线传感器网络的组网与应用.最后对.NET构架和开发语言的特点进行了说明.     

基于无线传感器网络的电力塔监测系统设计

根据无线传感器网络特有的优势特点,以输电线路和电力杆塔环境信息监测网络为研究对象,通过对监测网络的网络拓扑结构、无线通信协议栈、通信节点的电路实现以及系统实现的主要关键技术等问题进行研究。通过对电力塔环境监测网络的现状分析,提出基于无线传感器网络的电力塔监测系统的线性组网设计方案,设计并实现了区域监测系统的模型电路。     

基于无线传感器网络的噪声监测系统的设计

针对传统监测手段的局限性,提出了基于无线传感器网络的噪声监测系统的设计方案,详细阐述了环境噪声监测系统的体系结构以及无线传感器网络节点的硬件设计和软件功能的实现方法。该系统采用低功耗设计,可实现对环境噪声的远程实时监测。     

重金属环境污染监测ZigBee无线传感器网络设计

基于重金属环境污染难以监测的现实,笔者提出了基于ZigBee的无线传感器网络技术应用到重金属检测中的设计方案.阐述了系统的总体设计思想、重金属测量生物传感器原理,并对无线传感器网络的信息采集模块和路由策略进行了重点分析.     

基于无线传感器网络的远程结构健康监测系统研究

设计了一种基于无线传感器网络的结构健康监测系统,提出了一种结合层次拓扑结构的无线传感器网络、有线Internet网络以及无线CDMA1X网络的组网方案,并对光纤光栅传感器的特点进行了分析,加强了系统的可靠性和安全性,提高了数据传输质量,扩展了系统的应用范围。     

一种混合方式的无线传感器网络测试调试系统

无线传感器网络是典型的网络化嵌入式系统,由于其既涉及嵌入式系统的行为又涉及网络的行为,以及其应用相关性,使其测试调试变得困难复杂,无法构建一个通用的测试调试平台. 为有效地测试调试无线传感器网络,在分析已有的研究工作基础上,采用半实物的仿真策略,提出了一种混合方式的无线传感器网络测试调试系统,解决了纯粹软件仿真平台掩盖太多实际器件实现的细节和实际环境测试中嵌入式系统行为和网络行为不可见、不可控性的缺陷,达到了一种折中的效果. 最后给出了该系统在FPGA(field programmable gate array)上的实现实例;通过实验验证了该系统能够有效地对无线传感器网络应用进行测试调试.     

基于Contiki的无线传感器网络的6LoWPAN子网和互联网互联研究

无线传感器网络是物联网的重要组成部分,主要通过传感器感受外界环境,同时将测量参数通过无线媒介传递给后台服务器,并且传感器节点之间可以组网完成数据路由功能.传统的IP协议栈并不适合资源和能量受限的无线传感器节点,6Lo WPAN技术主要完成IPv6互联网与无线传感器网络之间协议和数据的转换.通过在传感器节点和嵌入式网关中间引入Contiki操作系统以及合适的IPv6协议栈可以很好地实现无线传感器网络和Internet的互联.实现了基于Contiki的CC2530网关节点的u IP协议栈,并设计了UDP通信协议,针对设计方案搭建合理的测试环境,并采用PING命令进行了连通性测试实验.     

主动Lamb波结构健康监测集成化系统研究

文中针对目前研究中广泛采用的分立式系统设备在应用中存在的实时性、互联性以及效率等方面的诸多问题,研究提出了基于标准化通用总线平台的模块化集成主动Lamb波结构健康监测系统.用总线平台的开放性,集成系统运行所需的硬件设备,并构建监测系统的软件平台;同时,研究了标准化压电传感器及其网络控制技术.对系统设计方案进行了设计验证和实验研究,实验结果表明,该系统具备良好的开放性、实时性和兼容性,基本满足在线主动Lamb波结构健康监测应用化要求.     

基于CAN总线的桥梁健康实时监测系统设计

桥梁结构监测用到的传感器类型多、数量大、位置分散.基于控制器局部网CAN结构设计斜拉桥健康实时监测系统.通过合理的总体设计,对传感器网络节点进行模块化设计和调试,对CAN传输层协议进行初步编制和使用.研究表明:MSP430单片机作为子模块核心部件,实现了对工程数据的高效获取和对CAN协议传输的控制;基于CAN总线的监测系统具有数据传输实时、高效和高可靠性等特点.     

海洋平台振动采集的超低频无线传感器设计

海洋平台结构体积庞大、构造复杂、造价昂贵,所处的服役环境恶劣,对海洋平台振动响应进行快速检测、分析、诊断和维护,已成为平台安全运营的必要措施和手段.本文结合无线传感器网络和数据挖掘技术,进行了平台快速检测超低频无线传感器的设计:首先,分析了平台振动测试超低频、快速性的要求;其次,采用模块化方法,完成了超低频传感器机理分析、微处理系统、无线系统、电源管理系统的设计,并集成为无线加速度传感器节点;最后,分析了节点软件功能,采用数据挖掘分类和预测方法来加以实现.所设计无线加速度传感器节点,具有超低频、高分辨率的特性,能够满足海洋平台结构振动响应数据的精确和快速测量与诊断需求,具有很好的应用前景.     

基于ZigBee的中小桥梁监测系统设计

我国中小桥梁结构监测与大型桥梁相比存在资金不足、技术落后、数量众多、管理不完善等问题。针对这种情况,文章采用低功耗ZigBee芯片和SimpliciTI网络协议结合各种传感器,设计了一套适用于中小桥梁结构健康监测的实验系统。该系统可完成桥梁结构中应变、位移、振动等主要参数的快速采集、无线传输和上位机显示等功能,具有低功耗、低成本、低复杂度和简单实用等特点,非常适合我国目前中小桥梁结构健康监测。     

无线传感器在农业环境监控中的应用

采用无线传感器网络监控农田环境可以为精准农业提供决策支持.结合传感器网络、移动网络与远程数据库技术,设计和建立一个能够同时对大气温度、大气湿度、土壤温度、土壤湿度、水温、光照强度、CO2体积分数、pH值等8个环境参数进行监测的农田环境监测平台,通过对系统整体结构以及软硬件的设计,实现了对农作物各种生长情况信息的实时采集、传输、远程监测和预测分析.通过各项功能和性能测试,系统数据服务稳定可靠.     

大型桥梁健康无线监测系统

针对传统桥梁健康监测采用有线方式进行数据通信的缺点,提出基于GPRS(通用分组无线业务)网络的大型桥梁无线监测系统,介绍了系统的工作原理,采用32位ARM微处理器S3C44B0X及GPRS模块GR47,设计了具有GPRS功能的桥梁健康监测器,给出了桥梁健康监测器应用软件的实现流程,同时描述了监控中心的GPRS通信服务器软件的实现,并从荷载环境监测、几何监测、结构静动力监测、实时预报警、健康状态评估、系统管理及数据库服务器设置7个方面阐述了监控软件功能模块。实际测试结果表明,该系统具有实时性好、可靠性高等特点。     

润扬大桥结构健康监测策略

对建立大跨桥梁结构健康监测系统的关键问题--大跨桥梁结构健康监测策略进行了分析研究,阐述了大跨桥梁结构健康监测项目的选择依据、传感器优化布设的原则与主要依据、传感器选择的原则等.提出了综合考虑大桥的结构特点和各个方面对系统功能的要求,通过费用-效益比分析,确定长期监测和周期检测内容的项目选择原则.关于传感器的布设,提出了遵循从状态评估的需要出发,以有效和经济为目标,使测点能够发挥最大效应的原则,综合结构安全评估、传感器布设优化理论等因素进行优化布设的方法.在有限元分析的基础上,应用遗传算法进行了润扬大桥结构健康监测系统振动和应变传感器优化布置的理论分析.然后进行了润扬大桥结构健康监测传感器系统的总体设计.