用于橋梁健康監(jiān)測的無線傳感器系統(tǒng)集成.pdf

1、隨著人們對結構安全認識的提高和監(jiān)控技術的發(fā)展,結構健康監(jiān)測已成為工程結構領域的一個熱點研究問題?，F(xiàn)有結構健康監(jiān)測的實現(xiàn)大都使用有線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對結構在環(huán)境激勵下采集的振動信號進行分析。近年來,隨著微機電技術的發(fā)展,低成本無線智能傳感器的使用避免了傳統(tǒng)通用有線系統(tǒng)的高成本問題,因此無線傳感器網絡成為有利于結構健康監(jiān)測應用的新技術。本文將無線傳感技術與健康監(jiān)測技術相融合,研究了無線智能傳感器節(jié)點硬件模塊的設計和相關應用程序的開發(fā),設計并初步

2、實現(xiàn)了用于結構振動信號監(jiān)測的無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),并通過相關實驗對該系統(tǒng)的性能進行了測試,結果顯示了無線傳感器網絡美好的發(fā)展前景。
　　首先,本文針對結構健康監(jiān)測振動信號采集精度較高的需求,選取加速度傳感器ADXL335為智能傳感芯片,完成了傳感器模塊的電路設計及無線智能傳感器板的制作。同時結合第五代MICA系列節(jié)點平臺設備IRIS,利用基于TinyOS操作系統(tǒng)的nesC語言編寫了傳感器的驅動程序和無線通信程序,使用LabVIEW開發(fā)

3、工具完成了基站與PC的串口通信,集成了一個無線加速度采集系統(tǒng),實現(xiàn)了加速度信號的高精度采集。
　　其次,深入研究了無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)信號的同步采集問題。分析比較了傳感器網絡中常用的幾種的時間同步機制,總結了他們的優(yōu)缺點。針對結構振動監(jiān)測系統(tǒng)中時間同步的要求,設計完成了微秒級別的FTSP算法時間同步組件,并利用IRIS節(jié)點對同步誤差進行了測試。
　　最后,在實驗室搭建了無線振動測試實驗平臺,對無線智能傳感器節(jié)點及其組成的采集系統(tǒng)