用于結(jié)構(gòu)物健康監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)(SHM)是指利用現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)損傳感技術(shù)，分析通過(guò)包括結(jié)構(gòu)響應(yīng)在內(nèi)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)特性，達(dá)到檢測(cè)結(jié)構(gòu)損傷或退化的一些變化。傳統(tǒng)的有線監(jiān)測(cè)方式，由于其電纜布線的需要，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，有線網(wǎng)絡(luò)中傳輸線的成本急劇增加，供電電源困難、節(jié)點(diǎn)安裝拆卸繁瑣的缺點(diǎn)日益突出，無(wú)線監(jiān)測(cè)擁有安裝維護(hù)便捷快速、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潇`活等特點(diǎn)，正成為一種趨勢(shì)，有著廣闊的應(yīng)用前景。
　　 基于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)以及自動(dòng)損傷識(shí)別的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)的設(shè)計(jì)必須滿足：

2、低功耗、低復(fù)雜度、覆蓋范圍廣、簇首計(jì)算能力強(qiáng)、適當(dāng)?shù)膫鬏斔俾饰鍌€(gè)要求。目前國(guó)內(nèi)外用于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)大多是限制在節(jié)點(diǎn)數(shù)比較少的單跳網(wǎng)絡(luò)，并且基于損傷識(shí)別應(yīng)用的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)更加少，為實(shí)現(xiàn)大覆蓋范圍、低復(fù)雜度、簇首計(jì)算能力強(qiáng)并且功耗低的要求，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由器和節(jié)點(diǎn)的硬件和軟件。實(shí)驗(yàn)表明，本設(shè)計(jì)具有節(jié)點(diǎn)和路由器容量大、功耗低、路由器計(jì)算能力強(qiáng)的特點(diǎn)，適合于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)以及在線損傷識(shí)別的應(yīng)用。本論文的工作主要

3、包括五部分：
　　 1)分析并總結(jié)了目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用于健康監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究進(jìn)展。在已有無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)基礎(chǔ)上，結(jié)合健康監(jiān)測(cè)以及在線損傷識(shí)別的需求提出了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由器以及改進(jìn)的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)框架。
　　 2)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由器，路由器包括信號(hào)調(diào)節(jié)模塊、電源管理模塊、信號(hào)采集、處理模塊、無(wú)線通信模塊。對(duì)原有的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了改進(jìn)，并使節(jié)點(diǎn)和路由器的設(shè)計(jì)模塊化。
　　 3)對(duì)路由器和節(jié)點(diǎn)的各主要功