面向結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)研究.pdf

1、基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)是諸多領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究課題。工程結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)中采用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能滿足其多點(diǎn)、高效、實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)需求，具有快速部署、自組織成網(wǎng)和分布式協(xié)同計(jì)算的特點(diǎn)。目前，該領(lǐng)域的研究?jī)?nèi)容主要包括組網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)管理方法和系統(tǒng)驗(yàn)證研究等方面，其中傳感器網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)技術(shù)是結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)的有效實(shí)施以及保證損傷識(shí)別精度的前提和基礎(chǔ)。因此本文針對(duì)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)，特別是航空結(jié)構(gòu)，研究無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)現(xiàn)方法。
　　本文的主要研究?jī)?nèi)容包

2、括以下幾方面：
　　（1）針對(duì)主動(dòng)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的需求，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了可工程應(yīng)用的高速無(wú)線壓電傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，主要由壓電信號(hào)激勵(lì)模塊、壓電信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)據(jù)處理模塊和無(wú)線通信模塊組成。對(duì)節(jié)點(diǎn)的激勵(lì)功能、高速數(shù)據(jù)采集和螺釘松動(dòng)主動(dòng)監(jiān)測(cè)進(jìn)行功能測(cè)試實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)的主動(dòng)激勵(lì)和高速信號(hào)采集、處理和通信的功能。
　?。?）針對(duì)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)、可靠和高頻采樣的應(yīng)用需求，提出面向結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)，提出了一種基于兩層星簇型的

3、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，針對(duì)該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)單有效的固定路由機(jī)制。針對(duì)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)中數(shù)據(jù)可靠傳輸?shù)膽?yīng)用需求，采用雙基站冗余通信機(jī)制和多級(jí)CRC校驗(yàn)機(jī)制，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?br>　?。?）在研究傳感器節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘模型的基礎(chǔ)上，針對(duì)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域?qū)r(shí)間同步的特殊要求，提出一種改進(jìn)的FTSP時(shí)間同步協(xié)議，克服時(shí)間同步過(guò)程中異常值干擾的問(wèn)題，并在無(wú)線壓電傳感器節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。
　?。?）針對(duì)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)中傳感器數(shù)量和種類眾多，且采集數(shù)據(jù)量大的特點(diǎn)