用于應(yīng)變監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)都是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，近年來(lái),監(jiān)測(cè)系統(tǒng)越來(lái)越多的應(yīng)用在要求更高的實(shí)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(huì)增加監(jiān)測(cè)對(duì)象的負(fù)重，后期維護(hù)所耗費(fèi)的時(shí)間和經(jīng)費(fèi)也是相當(dāng)可觀的。同時(shí)這種傳統(tǒng)的串行集中式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也會(huì)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(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)為實(shí)現(xiàn)大型結(jié)構(gòu)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)提供了很好的智能化分布式監(jiān)

2、測(cè)網(wǎng)絡(luò)，采用無(wú)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(lái)的結(jié)構(gòu)重量的增加，并且無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)具有局域信號(hào)處理功能，很多信號(hào)信息處理工作可在傳感節(jié)點(diǎn)附近局部完成，將大大減少所需傳輸?shù)男畔⒘浚⒃瓉?lái)由中央處理器實(shí)現(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(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行速度及決策的可靠性。 國(guó)內(nèi)外無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用主要集中在環(huán)境監(jiān)測(cè)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(duì)在飛行器結(jié)構(gòu)上的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)應(yīng)用還是比較少的。針對(duì)上述情況，本文進(jìn)行了用于應(yīng)變監(jiān)測(cè)的無(wú)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(cè)的需求以及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了模塊化獨(dú)立分層設(shè)計(jì)的系統(tǒng)構(gòu)架，開(kāi)發(fā)了可直接配接無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的低功耗多通道應(yīng)變傳感采集模塊，并對(duì)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(cè)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)計(jì)。 （2）本文在了解無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在其他應(yīng)用問(wèn)

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(cè)的雙層無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，開(kāi)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(diǎn)和Sink節(jié)點(diǎn)四個(gè)軟件模塊，完成了用于應(yīng)變監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的軟件設(shè)計(jì)。 （3）基于用于應(yīng)變監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的軟硬件的設(shè)計(jì)，在碳纖維復(fù)合材料壁板實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的在線應(yīng)變場(chǎng)分布監(jiān)測(cè)和完成了基于無(wú)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(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明研制的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)很好地完成了應(yīng)變信號(hào)的多點(diǎn)、