基于分布式无线智能传感器网络的结构模态识别

利用美国伊利诺伊大学结构健康监测项目组研制的ISM400无线智能传感器,分别采用分布式和集中式数据采集方法,对一个简支层压板进行了振动测试试验.采用自然环境激励技术(NExT)和特征系统实现算法(ERA)相结合的一种时域联合算法,仅利用输出信号对结构模态参数进行识别,并将识别结果与有限元模型的计算结果进行了对比分析.根据分布式与集中式两种数据采集处理方法识别的振动频率和模态振型,与有限元数值模拟结果吻合较好,验证了基于分布式数据采集的无线智能传感器网络在结构模态识别中的可行性.在大型土木工程结构需要布置大量传感器时,分布式无线智能传感器网络因其高度集成化和节约电源等优点,比采用传统的集中式数据采集方法更加高效实用.     

基于健康监测的大跨钢桥梁疲劳损伤评估

近年来,我们在国家自然科学基金项目“基于健康监测的大型钢桥梁疲劳损伤早期识别方法及应用”(50178019)的资助下,结合与香港理工大学合作开展的相关RGC项目,进行了一系列有关桥梁结构健康监测和损伤评估的基础理论研究,其目标是为建立大跨重要桥梁结构安全评估系统提供理论基础和可靠方法。目前已取得初步成果。     

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智能水产养殖生态信息监测系统

本文主要介绍基于无线传感器网络的智能水产养殖生态信息监测系统,描述了系统的整体框架和各主要部分组成,详细阐述了利用无线传感器网络进行智能水产养殖信息检测的工作原理及实现方案.     

分布式无线监测系统设计

针对传统的监测系统在监测点分散,分布范围广,监测点所处环境恶劣等情况下的局限性,设计了一种基于射频技术的分布式无线监测系统.以超低功耗单片机MSP430作为监测系统主控芯片,外围扩展多种处理模块,采用具有多信道的收发芯片nRF905实现无线数据传输.论述了系统设计软硬件的设计方案和分布式数据传输的通信协议,同时使用跳频机制,增加了数据传输的可靠性.研究表明,该系统使用灵活,移动性强,能对特殊环境多点的数据进行实时监测.     

基于无线传感器网络的公共设施防盗监测系统的设计

为解决城市公共设施时常被盗的问题,提高城市设施的智能化管理水平,提出一种基于无线传感器网络技术的公共设施防盗监测系统的设计方案。分析和确定公共设施防盗监洲系统总体结构和各组成部分功能,设计了以单片机和传感器为核心的节点硬件结构;对节点设计的数据采集和节点定位两个关键问题提出了解决方案。系统具有很大的推广使用价值。     

面向地质灾害监测预警的智能多媒体传感器网络

文章针对地质灾害防御采用先进的智能多媒体传感器技术,在地质灾害区应用位移、水压、倾斜角、降雨量计等传感器组建无线传感网,并针对地灾监测传感网的特点设计了多协议支持的网络结构,实现了对山体滑坡等自然灾害监测的可靠性和预报预警的实时性,以及对环境的远程监测和控制。     

基于无线传感器网络的分布式山体滑坡预警监测

设计了一种采用无线传感器网络作为主要技术手段的山体滑坡预警监测系统.研究核心是滑坡体应力数据的统计模型以及相应的分布式监测算法.应力数据通过高斯变量平均过程(VMGP)来建模.在滑坡预报中,漏报率是衡量监测系统性能好坏的标准.把分布式监测算法和传统的中心监测算法作了对比分析,实验从滑坡漏报率分析得到前者的性能优于后者,从而验证了分布式监测算法的可行性.     

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。     

基于无线传感器网络的家蚕饲养室环境智能监控系统简

针对人工饲养家蚕过程中环境因素采集和控制的不足,设计了基于6LoWPAN无线传感器网络的家蚕饲养室环境智能监控系统.系统利用6LoWPAN与互联网之间点到点通信的特性,建立低功耗的无线传感器网络,实现家蚕饲养室温度、湿度、含氧量、PM2.5、光照度等环境因素的自动采集,通过自行设计的Web管理端和手机App动态掌握蚕室的环境变化和家蚕的饲养情况,根据实时采集到的环境数据对空调、加湿器或抽湿机、增氧机、空气净化器和光照灯等环境调控装置进行自动或手动控制,使家蚕饲养室环境达到最适宜家蚕生长的状态.该系统的相对温度误差不超过±0.3℃,相对湿度误差不超过±2%,整个网络的平均丢包率仅为0.58%,系统的实施能缩短家蚕的生长周期并提高蚕茧的质量和产量.试验结果表明,该系统在数据采集精度控制和数据传输稳定性方面均能很好地满足系统需求,有效地促进家蚕的生长发育,其一体化智能管理的特点在家蚕饲养精细化、智能化、规模化发展领域具有广泛的应用前景.     

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.     

Design and validation of wireless acceleration sensor network for structural health monitoring

0IntroductionCivil engineeringstructures suffer damages caused byenvironmental loads,fatigue,caustic effect and materialaging;thus,their strength reduces inevitably during theservice time.In order to assess these damages and makeappropriate decisions to keep the structures in good ser-vice,itis essential toimplement a damage detectionstrat-egy,and the process is referred to as structural healthmonitoring(SHM)[1].In an SHMsystem,a set of sen-sors are mountedinstructuresto measurethe structure…     

无线传感器网络中的分组融合技术

无线传感器网络在工农业生产中有着广泛的应用前景，紧扣传感器网络的收集信息和传递信息2个典型特征，提出了一种新型的传感器网络数据传输和分组融合技术。该技术减少了在传感器网络的冲突，提高了能效和频带利用，并在提高数据吞吐能力指标上有一定的改善。     

无线传感器网络中的分组融合技术

无线传感器网络在工农业生产中有着广泛的应用前景,紧扣传感器网络的收集信息和传递信息2个典型特征,提出了一种新型的传感器网络数据传输和分组融合技术.该技术减少了在传感器网络的冲突,提高了能效和频带利用,并在提高数据吞吐能力指标上有一定的改善.     

无线传感器网络q分类融合算法

针对大规模无线传感器网络信息传输量和节能要求,提出一种新的与空间事件相关的融合算法.新的融合算法在分簇路由协议LEACH基础上,构建了包含区域信息的q分类数据结构,使之能够完成对包含区域信息的数据分布查询任务.通过仿真对包含区域信息的q分类融合算法的数据传输量与精确度等指标进行计算分析,将其结果与简单结构LIST融合算法进行比较.结果表明包含区域信息的q分类融合算法在节省能量、平衡网络负载等方面效果明显,网络规模越大节能效果越好,在保证网络寿命的前提下可以得到尽量完善的整个网络数据及对应的区域信息,提高了获取的网络数据质量.     

基于无线传感器网络的海洋环境监测技术研究

提出了一种基于无线传感器网络的海洋环境监测系统。采用ZigBee通信与GPRS、卫星通信相结合的技术方法,构建应用于近、远海的海洋环境监测网络,用于测量气象水文要素及水质生态参数。本文设计的无线传感器海洋环境监测模型,能有效地监测海洋污染情况,为海洋环境监测工作提供了一种新的技术手段,具有较高的参考价值和广阔的应用前景。     

基于信息熵的无线传感器网络数据融合方案

为了有效地节省无线传感器网络节点的能量,提出了一种基于信息熵的层簇式数据融合方案.首先,该方案对传感器采集的历史数据进行分析.然后,利用并查集划分等价类的思想将存在数据冗余的节点尽可能地划分到一个簇中,并周期性地选取簇头节点对簇内节点数据进行融合处理.最后将所提方案与传统的LEACH协议在分簇和数据融合2方面进行了仿真比较.实验结果表明:相比于传统的LEACH协议,所提方案分簇更为合理,显著减少了节点的能量消耗,延长了网络生存周期.     

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F分布的无线传感器网络攻击检测方法

针对汇聚函数的输入值易受敌方攻击的问题,提出一种基于F分布的无线传感器网络攻击检测方法。该方法在分布式数据汇聚模型的基础上构造服从F分布的统计量,在虚警率恒定的情况下,可根据统计量的统计特性确定攻击检测的门限阈值,放宽了对节点感知数据先验信息的要求。计算机仿真结果表明新方法的攻击检测率较高,且对噪声干扰的稳健性较强。     

一种支持QoS的无线传感器网络数据聚合策略

针对无线传感器网络数据聚合存在的数据时延增加与节省能耗这一矛盾,提出了一种综合考虑节点剩余能量与数据时延、支持QoS的分布式数据聚合策略,各个节点依据其他数据经由该节点转发的概率与能耗情况,自主地决定是否成为聚合节点,仿真结果表明,QoS算法在网络的生命周期,数据时延和抗毁性方面均优于经典的LEACH和PE-GASIS算法。