用于應(yīng)變監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)都是當(dāng)前國內(nèi)外工程領(lǐng)域的研究熱點，近年來,監(jiān)測系統(tǒng)越來越多的應(yīng)用在要求更高的實踐工程中，傳感器數(shù)目、有待處理的數(shù)據(jù)量以及系統(tǒng)的復(fù)雜性都大大增加，傳統(tǒng)有線的方式不僅接線繁瑣，而且大量布線會增加監(jiān)測對象的負(fù)重，后期維護(hù)所耗費的時間和經(jīng)費也是相當(dāng)可觀的。同時這種傳統(tǒng)的串行集中式監(jiān)測系統(tǒng)也會在很大程度上影響系統(tǒng)的處理速度及系統(tǒng)的可靠性和靈活性。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為實現(xiàn)大型結(jié)構(gòu)的狀態(tài)監(jiān)測提供了很好的智能化分布式監(jiān)

2、測網(wǎng)絡(luò)，采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將大大減少器件引線數(shù)量，從而大大降低引線的復(fù)雜程度及由此帶來的結(jié)構(gòu)重量的增加，并且無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點具有局域信號處理功能，很多信號信息處理工作可在傳感節(jié)點附近局部完成，將大大減少所需傳輸?shù)男畔⒘浚⒃瓉碛芍醒胩幚砥鲗崿F(xiàn)的串行處理、集中決策的系統(tǒng)，變?yōu)橐环N并行的分布式信息處理系統(tǒng)，很大程度上提高了監(jiān)測系統(tǒng)的運行速度及決策的可靠性。 國內(nèi)外無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用主要集中在環(huán)境監(jiān)測和保護(hù)、醫(yī)療護(hù)理、大型建筑結(jié)

3、構(gòu)和軍事領(lǐng)域方面，針對在飛行器結(jié)構(gòu)上的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測應(yīng)用還是比較少的。針對上述情況，本文進(jìn)行了用于應(yīng)變監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究，具體內(nèi)容如下： （1）結(jié)合結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的需求以及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點，設(shè)計了模塊化獨立分層設(shè)計的系統(tǒng)構(gòu)架，開發(fā)了可直接配接無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的低功耗多通道應(yīng)變傳感采集模塊，并對其靜態(tài)誤差和靈敏度進(jìn)行了標(biāo)定，完成了用于應(yīng)變監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)計。 （2）本文在了解無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在其他應(yīng)用問

4、題上的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議基礎(chǔ)之上，提出了應(yīng)用在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的雙層無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，開發(fā)了多通道應(yīng)變傳感采集，網(wǎng)絡(luò)簇首數(shù)據(jù)融合、轉(zhuǎn)發(fā)，多跳節(jié)點和Sink節(jié)點四個軟件模塊，完成了用于應(yīng)變監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的軟件設(shè)計。 （3）基于用于應(yīng)變監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的軟硬件的設(shè)計，在碳纖維復(fù)合材料壁板實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的在線應(yīng)變場分布監(jiān)測和完成了基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的某型戰(zhàn)斗機(jī)前起落架的地面靜力試驗，實驗結(jié)果證明研制的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)很好地完成了應(yīng)變信號的多點、