用于結(jié)構(gòu)物健康監(jiān)測的無線傳感網(wǎng)絡(luò)研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(SHM)是指利用現(xiàn)場的無損傳感技術(shù)，分析通過包括結(jié)構(gòu)響應(yīng)在內(nèi)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)特性，達到檢測結(jié)構(gòu)損傷或退化的一些變化。傳統(tǒng)的有線監(jiān)測方式，由于其電纜布線的需要，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴大，有線網(wǎng)絡(luò)中傳輸線的成本急劇增加，供電電源困難、節(jié)點安裝拆卸繁瑣的缺點日益突出，無線監(jiān)測擁有安裝維護便捷快速、網(wǎng)絡(luò)拓撲靈活等特點，正成為一種趨勢，有著廣闊的應(yīng)用前景。
　　 基于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測以及自動損傷識別的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)的設(shè)計必須滿足：

2、低功耗、低復(fù)雜度、覆蓋范圍廣、簇首計算能力強、適當(dāng)?shù)膫鬏斔俾饰鍌€要求。目前國內(nèi)外用于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的無線傳感網(wǎng)絡(luò)大多是限制在節(jié)點數(shù)比較少的單跳網(wǎng)絡(luò)，并且基于損傷識別應(yīng)用的無線傳感網(wǎng)絡(luò)更加少，為實現(xiàn)大覆蓋范圍、低復(fù)雜度、簇首計算能力強并且功耗低的要求，本文設(shè)計并實現(xiàn)了相應(yīng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由器和節(jié)點的硬件和軟件。實驗表明，本設(shè)計具有節(jié)點和路由器容量大、功耗低、路由器計算能力強的特點，適合于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測以及在線損傷識別的應(yīng)用。本論文的工作主要

3、包括五部分：
　　 1)分析并總結(jié)了目前國內(nèi)外應(yīng)用于健康監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究進展。在已有無線傳感器節(jié)點基礎(chǔ)上，結(jié)合健康監(jiān)測以及在線損傷識別的需求提出了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由器以及改進的節(jié)點結(jié)構(gòu)框架。
　　 2)設(shè)計并實現(xiàn)了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由器，路由器包括信號調(diào)節(jié)模塊、電源管理模塊、信號采集、處理模塊、無線通信模塊。對原有的無線傳感器節(jié)點進行了改進，并使節(jié)點和路由器的設(shè)計模塊化。
　　 3)對路由器和節(jié)點的各主要功