无线传感网络构建城市新生活

城市的建设发展,对信息技术和智能监控应用提出了越来越高的要求,同时为无线传感网络在城市建设和管理等领域发挥作用搭建了舞台.在可预见的未来,无线传感网络的触角将深入到智能城市的各个领域,改善人们生活. 无线传感网络是传感器技术和无线通信技术结合的产物,是利用在监测区域部署大量传感器,组成的无线多跳自组织网络.通过无线传感网络可以将监测信息采集、处理、汇总、传输到监控平台.     

光纤光栅传感技术在重大工程结构诊断与监测中的应用

光纤光栅传感技术具有传统传感器无可比拟的优势,重大工程结构的健康诊断与监测是跨学科的前沿研究领域。介绍了光纤光栅传感技术用于重大工程结构的原理、国内外研究以及在重大工程中应用的概况,阐述了基于光纤光栅传感技术和应变模态理论的损伤自诊断智能结构系统的基本构成、原理,并指出近期应当加强光纤光栅传感技术的结构诊断、动态解调、工业化批量生产及其埋设等方面研究工作。     

基于光纤光栅传感技术的矿井结构监测

随着煤炭的深部开采,地应力的变化规律更加复杂,给煤矿带来的危害隐患日趋突出。本文利用光纤光栅传感技术的应变测试功能,介绍了其在深部矿井结构健康监测中的可行性和优越性。板集煤矿副井马头门结构健康监测实例表明:光纤光栅传感技术可以及时识别监测结构的受力状态,对可能出现的灾害提前预警,提高煤矿生产的安全性。     

基于无线传感网的桥梁结构健康监测系统测试平台设计

桥梁结构健康监测目前越来越受到重视和关注.本文提出了一种基于无线传感器网络的桥梁结构健康检测系统的测试平台设计方案.对该测试平台设计方案的仿真结果表明,在桥梁结构健康监测系统的调试和探索阶段,用带有能为传感器节点提供能量和有线通信的网关节点的分层传感网系统来替代一个只配备大容量电池的简易无线传感器网络是可行的。     

基于应力物理模型的碳纤维复合材料温阻效应

碳纤维增强复合材料(CFRP)既具有承载能力又具有一定的智能特性。开发其智能特性,研发具有相关功能的传感元件运用于结构健康监测具有重要的理论与应用价值。基于应力模型,建立了CFRP温阻效应预测模型,在室温(18.5、20℃)~高温(100℃)温度条件下,分别对有无掺入碳粉/SiO_2混合颗粒的CFRP传感元件进行温阻试验,并验证CFRP温阻效应预测模型。试验结果表明:第1次升温中两种传感元件均表现为正温度系数(PTC)效应;第2、3次温度循环试验中,掺入碳粉/SiO_2颗粒的CFRP传感元件负温度系数(NTC)效应/PTC效应之间的转变温度为45.20℃,重复性和规律性更好,CFRP温阻效应预测模型相关系数均大于0.85。研究结果对研发CFRP传感元件运用于结构健康监测的温度检测方面具有实际工程意义。     

基于神经网络对光纤智能结构的损伤评估

文章提出了由神经网络对光纤智能结构信号处理的方法,基于光纤智能材料与结构中的损伤估计,以及对光纤阵列传感信号处理的需要,给出了Kohonon网络模型,最后根据Kohonon网络的自组织网络对光纤智能结构进行了损伤估计。     

光纤光栅传感器及其在结构健康监测中的应用

依据结构健康监测的基本概念,阐述了光纤光栅的构造和传感原理,列举了采用光纤光栅封装传感器的三种工艺,介绍光纤光栅传感网络系统原理以及光纤光栅传感器发展历程和在健康监测中的应用。     

压电智能材料在土木工程中的应用

智能传感材料是近年来兴起的一些具有特殊性质、能用于传感的新材料。本文综述了基于压电传感器的常用监测方法以及在土木工程中的研究和应用。利用这些材料的特性,能够使桥梁结构的监测更加灵敏、精确、便捷。     

土木工程智能结构中传感器原理与应用

智能材料结构起源于 90年代初的航空、航天领域 ,近年来在医学、船舶、建筑等领域也迅速形成了智能材料结构在该领域的应用研究热点 土木工程智能结构是集传感、控制和驱动等功能的工程结构 ,其中 ,传感元件的功能及其特性至关重要 文中重点介绍了应用于土木工程智能结构中的压电材料、光导纤维、形状记忆合金、电阻应变丝和碳纤维等传感元件的传感机理及相关的应用领域以及电脉冲时域反射技术在土木工程中的应用 上述传感元件及传感技术在土木工程结构的健康检测、安全评估和大型结构的抗震工作中有着重要和广阔的应用前景     

土木工程智能结构中传感器原理与应用

智能材料结构起源于90年代初的航空、航天领域,近年来在医学、船舶、建筑等领域也迅速形成了智能材料结构在该领域的应用研究热点。土木工程智能结构是集传感、控制和驱动等功能的工程结构,其中,传感元件的功能及其特性至关重要。文中重要介绍了应用于土木工程智能结构中的电压材料、光导纤维、形状记忆合金、电阻应变丝和碳纤维等传感元件的传感机理及相关的应用领域以及电脉冲时域反向技术在土木工程中的应用。上述传感元件及传感技术在土木工程结构的健康检测、安全评估和大型结构的抗震工作中有着重要和广阔的应用前景。     

无线智能网络的钢结构疲劳损伤监测

利用美国伊利诺伊大学结构健康监测项目组研制的应变无线智能传感器(SHM-S)结合雨流周期计数法,对钢结构疲劳寿命进行监测。通过分布式数据采集的办法,无线智能传感器将应变的振幅和均值用三维直方图进行传输,压缩原始应变数据,提高了信号传输的效率并降低了传感器发射的能源消耗,使长期疲劳寿命监测成为可能。通过钢结构悬臂梁实验验证了基于无线智能网络的钢结构疲劳寿命监测方法的可行性。     

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.     

光纤光栅传感器在土木工程结构健康监测中的应用

在土木工程领域，光纤智能检测方法是结构健康监测中一种新的方法。本文首先系统阐述了光纤光栅传感器的独特优点，然后，对光纤光栅传感器的结构和工作原理进行详细介绍,回顾了目前光纤光栅传感器在国际上和国内用于健康监测研究和应用的现状，及其光纤健康监测系统的构成、信号处理、安装等方面问题；最后，展望了光纤光栅传感器在结构健康监测领域中的前景。     

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.     

基于光纤传感网络的航空航天复合材料结构健康监测技术研究现状

概述了光纤传感器的分类及特点, 详细介绍了光纤传感器在航空航天复合材料结构健康监测中的应用和发展状况, 包括Boeing公司、Airbus公司、美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration, NASA) 等对光纤传感器进行的应用研究. 指出了光纤传感网络在相关应用中应考虑及有待解决的一些问题, 展望了基于该类传感器的健康监测技术在航空航天领域中的应用前景.     

基于无线传感器网络的节水灌溉系统设计

根据农田作物缺水信息,提出一种基于无线传感器网络的农田智能灌溉控制方法;探讨了传感器网络节能路由协议;实现了系统硬件与软件设计。系统综合运用无线传感器智能信息处理技术、无线数据通信技术以及基于Internet显示平台的监测点管理查询技术,将功能相同或不同的传感器构成智能化传感器网络,从而全面提升了系统的自动化与监测水平。分析了目前实现精确农业亟待解决的关键技术问题,结果表明,系统通过嵌入式控制技术完成智能化灌溉,可很好地实现节水。     

物联网的应用与挑战综述

从物联网基础出发,介绍物联网的射频识别（radio frequency identification,RFID）、传感器网、物联网的功能、与其他网络的关系、物联网的支撑技术等,并举例说明物联网在智能电网,智能交通,智能物流和电子保健等生产生活领域中的应用。指出物联网产业与应用在未来发展中面临的各种挑战以及我国发展物联网技术需要关注的问题。     

面向矿井安全监测的无线传感器网络设计

无线传感器网络是矿井安全监测的一个新兴热点应用技术,但矿井巷道的特殊性使得无线传感器节点的部署成为值得研究的难点.本文根据巷道的主要特征,对几种典型巷道分别说明了网络传输的转发策略.通过实验测试,采用增强网络转发策略的节点部署可以有效提高网络传输的可靠性.研究结果对矿井监测的无线传感器网络部署具有一定的指导意义.     

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。     

基于混合算法的机翼多功能盒段传感器优化布置

采用混合传感器优化布置算法,将其应用在某多功能机翼盒段模型的结构健康监测试验中。用有限元方法进行模态分析,运用混合算法得到传感器的布置方案。通过有效独立法确定传感器的初始测点,然后利用MAC法确定传感器的数量,最终得到传感器的布置方案。对已完成传感器布置的机翼盒段进行拉拉疲劳试验,采用作者提出的损伤特征量构造方法进行结构健康监测。结果表明,采用混合算法布置的传感器可以有效采集结构信息,满足在实际工程中的应用要求。