基于Zigbee的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、橋梁的建設(shè)和維護(hù)是國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，橋梁健康監(jiān)測技術(shù)能有效的保證橋梁的安全運(yùn)營，保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)通過對橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)的監(jiān)測與分析，為橋梁在特殊氣候、復(fù)雜交通環(huán)境下和橋梁結(jié)構(gòu)狀況異常時(shí)發(fā)布預(yù)警信號，為橋梁的管理、養(yǎng)護(hù)與維修提供科學(xué)的依據(jù)。目前國內(nèi)外橋梁監(jiān)測系統(tǒng)大多為有線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，存在著網(wǎng)絡(luò)安裝布線成本高昂、設(shè)備移動和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)靈活性差、節(jié)點(diǎn)智能化程度低等問題。為此，本文提出并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于Zigbee

2、協(xié)議的無線傳感器橋梁健康監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)相比該系統(tǒng)具有成本低、可靠性高、安裝方便、維護(hù)更新費(fèi)用低等優(yōu)勢。
　　 論文針對橋梁健康監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，闡述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、分層模型和關(guān)鍵技術(shù)，將Zigee技術(shù)應(yīng)用于橋梁健康監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。對TI的基于Zigbee2006標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議棧Z-Stack進(jìn)行了剖析。設(shè)計(jì)了適用于橋梁健康監(jiān)測的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，結(jié)合系統(tǒng)監(jiān)測指標(biāo)，給出基于Zi

3、gbee橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)總體方案。
　　 論文根據(jù)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，給出了系統(tǒng)的詳細(xì)硬件設(shè)計(jì)方案，結(jié)合橋梁健康結(jié)構(gòu)監(jiān)測的需求及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，搭建了以ATmega128L微處理器模塊和CC2420無線收發(fā)模塊為核心的模塊化獨(dú)立分層設(shè)計(jì)系統(tǒng)架構(gòu)。
　　 論文設(shè)計(jì)了基于Z-Stack協(xié)議棧的Zigbee橋梁健康監(jiān)測節(jié)點(diǎn)軟件，給出終端節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)器的組網(wǎng)流程，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集和與監(jiān)控主機(jī)通信。在監(jiān)控主機(jī)服務(wù)器端，編寫串口驅(qū)動程序