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

1、橋梁的建設和維護是國家基礎設施建設的重要組成部分，橋梁健康監(jiān)測技術能有效的保證橋梁的安全運營，保障人民群眾的生命財產(chǎn)安全。橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)通過對橋梁結(jié)構狀態(tài)的監(jiān)測與分析，為橋梁在特殊氣候、復雜交通環(huán)境下和橋梁結(jié)構狀況異常時發(fā)布預警信號，為橋梁的管理、養(yǎng)護與維修提供科學的依據(jù)。目前國內(nèi)外橋梁監(jiān)測系統(tǒng)大多為有線網(wǎng)絡系統(tǒng)，存在著網(wǎng)絡安裝布線成本高昂、設備移動和網(wǎng)絡結(jié)構靈活性差、節(jié)點智能化程度低等問題。為此，本文提出并設計實現(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、維護更新費用低等優(yōu)勢。
　　 論文針對橋梁健康監(jiān)測技術的發(fā)展現(xiàn)狀和無線傳感器網(wǎng)絡技術的應用，闡述了無線傳感器網(wǎng)絡的結(jié)構、分層模型和關鍵技術，將Zigee技術應用于橋梁健康監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡。對TI的基于Zigbee2006標準的協(xié)議棧Z-Stack進行了剖析。設計了適用于橋梁健康監(jiān)測的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構，結(jié)合系統(tǒng)監(jiān)測指標，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，給出了系統(tǒng)的詳細硬件設計方案，結(jié)合橋梁健康結(jié)構監(jiān)測的需求及無線傳感器網(wǎng)絡特點，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立分層設計系統(tǒng)架構。
　　 論文設計了基于Z-Stack協(xié)議棧的Zigbee橋梁健康監(jiān)測節(jié)點軟件，給出終端節(jié)點和協(xié)調(diào)器的組網(wǎng)流程，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集和與監(jiān)控主機通信。在監(jiān)控主機服務器端，編寫串口驅(qū)動程序