橋梁荷載檢測無線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)研究與開發(fā).pdf

1、現(xiàn)有的橋梁荷載檢測數(shù)據(jù)的傳輸均采用有線電纜方式完成,該方式存在線纜使用量大、檢測周期長、信號易受干擾和難以實現(xiàn)大跨度橋梁檢測等問題。為此,論文研究并開發(fā)了一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的橋梁荷載檢測系統(tǒng),在該系統(tǒng)中,各傳感器節(jié)點將檢測數(shù)據(jù)通過無線方式傳送給上位機,不僅減少了布線,縮短了檢測周期,而且提高了信號的抗干擾能力,非常適合于大跨度橋梁檢測。
　　論文首先對系統(tǒng)進行了需求分析,結(jié)合當前國內(nèi)外橋梁荷載檢測系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀,從實際需求、開發(fā)

2、成本、開發(fā)周期要求及技術(shù)可行性等方面,確定了系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)(包括:系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、硬件總體結(jié)構(gòu)和軟件總體結(jié))。自主開發(fā)了橋梁荷載檢測無線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)硬件終端節(jié)點,實現(xiàn)了橋梁荷載檢測數(shù)據(jù)的采集和無線傳輸。同時,為了適應(yīng)大跨度橋梁的荷載檢測需求,在對比現(xiàn)有多種無線傳感網(wǎng)絡(luò)路由算法的基礎(chǔ)上,針對橋梁這種特殊的測試對象,提出了一種面向橋梁荷載檢測的無線傳感網(wǎng)絡(luò)路由算法——改進的LEACH-C路由算法,并以甘肅周柳涇河特大橋為例,在計算機上進

3、行了仿真實驗,實驗結(jié)果表明:本文提出的算法在簇頭的選取上更加合理,可以有效降低網(wǎng)絡(luò)能耗。最后論文開發(fā)了橋梁荷載檢測系統(tǒng)的上位機管理軟件(包括:現(xiàn)場測控軟件和遠程監(jiān)控管理軟件)。其中,現(xiàn)場測控軟件實現(xiàn)了Sink節(jié)點的串口數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)傳輸和節(jié)點控制等功能,遠程監(jiān)控管理軟件采用面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)軟件設(shè)計方法,實現(xiàn)了橋梁的遠程定位、橋梁的三維顯示、數(shù)據(jù)的多視圖顯示、報表的生成和打印及節(jié)點的無線控制等功能。
　　模型和仿真試驗表明: