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文档简介

1、课题的分析.课题的名称:基于无线传感器的桥梁监测系统的设计.课题涉及到的主要概念进行分析答,无线传感器的组成模块封装在一个外壳内,在工作时它将由电池或振动发电机提供电源,构成无线传感器网络节点,由随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信模块的微型节点,通过自组织的方式构成网络。它可以采集设备的数字信号通过无线传感器网络传输到监控中心的无线网关,直接送入计算机,进行分析处理。如果需要,无线传感器也可以实时传输采集的整个时间历程信号。监控中心也可以通过网关把控制、参数设置等信息无线传输给节点。数据调理采集处理模块把传感器输出的微弱信号经过放大,滤波等调理电路后,送到模数转换器,转变为数字信号,送

2、到主处理器进行数字信号处理,计算出传感器的有效值,位移值等。桥梁健康监测的基本内涵即是通过对桥梁结构状况的监控与评估,为桥梁在特殊气候、交通条件下或桥梁运营状况异常严重时发出预警信号,为桥梁的维护维修和管理决策提供依据与指导。然而,桥梁结构健康监测不仅是为了结构状态监控和评估,其信息反馈于结构设计的更深远的意义在于,结构设计方法与相应的规范标准等可能得到改进。再有就是桥梁健康监测带来的不仅仅是监测系统和对某特定桥梁设计的反思,还可能并应该成为桥梁研究的“现场实验室”。桥梁健康监测为桥梁工程中的未知问题和超大跨度桥梁的研究提供了新的契机。由运营中的桥梁结构与其环境所获得的信息不仅是理论研究和实验

3、室调查的补充,还可以提供有关结构行为和环境规律的最真实是信息。因此,桥梁健康监测不只是传统桥梁检测加结构评估新技术,而且被赋予了结构监控与评估、设计验证和研究与发展三方面的意义。近年来,通信网络、信号处理、人工智能等技术的不断发展加速了桥梁监测系统的实用化进程。业界纷纷着手研究和开发各种灵活、高效、廉价、并且不影响桥梁结构正常使用的长期实施监测方法或技术。桥梁健康监测系统的部署和应用不单单具有重要的现实意义,还具有重要的研究价值,在推动和发展智能化、数字化和信息化桥梁工程中起到了积极的作用。中文检索词:无线传感器,桥梁监测系统英文检索词:WirelessSensor,BridgeMonitor

4、ingSystem总体检索思路答:我对这个课题了解不深。首先,希望通过“百度百科”对整个课题有一个了解,其次,我会登陆“福大图书馆“或者CNKI”的官网查询关于这个课题近10年内的国内期刊和论文。二检索过程记录搜索引擎(百度)检索式找到的结果(截图第一页)你选定的最相关的结果(要求必须可直接看原文)说明选择该文的原因,从中你是否有新的想法(线索)答:1.1检索式为“基于无线传感器的桥梁监测系统的设计”1.2基于无法传座器的柝舞监测泵统的设计百度一下交俸叟枭*网页期间贴吧知版音乐园片施S炮网n尸7三zir三国盎口二E:;皆技胜闹.二:土_5度立屋*弹牙4/5&页加1口耳11月埼目工粒牙帔土木与开

5、夙工程不甲刊谱修匕1加1*:国1布鹰明和死送性明努网珞宣本M名强H上用于后岸皓为圆侬刑的无建懵感4tfiiiVBnku.tmriu.cJCim,ink:?u.-85%好评评砧456页评砧&G5前更评分3.M6页甚于无法传随B阿诺的相薄钻售隹星高剧erf,莱结构值图无更传星网箔酷黑某现很H三仇化tdf卜;口笈工百箱界信庄占狷的王天无蚌应力佬感六::如一冬空后他关文电心基干先:诙.-守园注岫;二米统环克a11匚中国由主国加12年12月5日本H将无土传用舌喉捺术型精梁培构世承监烈掠撼力度出7带泉旧舫电附特测.性的锯网挤的体系结构图1传尿用阿结第博第拈恂3网钻节点设计在不同.wwwl.cfinapf/

6、conr-Vi-Hfiig基于无线传星器的标皇监测品统的相关论文比451靖)百度学术盘高相关盘Si左我S干毛送传咫:3岗珞的福塞琳料桂史高剧星量电子测原皮木Wil-201.31.4我选中了桥梁结构健康无线传感网络监测系统设计与优化。原因主要是这篇文献讲得比较详细,里面讲到的技术也比较新颖。我的想法是:将“桥梁监测系统”与“无线传感器”分开检索效果是否更好?2.要求查找与你课题有关的信息,主要是相关的概念、或者涉及到的具体的研究方法、实验方法的介绍。检索式具体的检索结果,即概念的解释、研究方法或实验方法具体的操作过程等(截图表示)。要求:注明出处,以参考文献的格式答:检索式为:无线传感器网络检索

7、结果如下:睡图书幽幽学位论文会说做宜扫更缶理无线传一感器网空中文控索外文拽需在拮果中摆空松口,哈幅段桦转王凝也辩目我理找共现词无线传感署网络Mee-肝由悔设,定位节点4位,望族卜更伯图书导航芳奘与筑类型蜀&捌f本信忌B妣韦HS1.囱弛子全刈蚓本修陋书光生口门在线蹒况日门年代2015(30)2014(6B)为3013(61)相翔联的小文密招则#同时几蟠独:三,卜匕Mj网反倒螂前包国主式作需随用至蚌普页数W2J出版曰朋:2C肚庇育介:本书介粘T无绯稿总38网络哥究转国中的哥究成果和应用技术。全书共分为三扁,青音包网络支报技术用咫部阚皑应弼技术等。.ISBN.f.C2-10633-2主题询:元概电通

8、信学以国感茏拽电通信嘴感普先家t业技术,e电化技术计算机技术-、-自动化技术及设备上自动化元件,a?件目录:K3茸1墙倍感卷网貉通信枕戈第1章天泾鼻瞽巷尾箔叫正言:更1.1倍感寻网箔卞系结构更一收彝位.赳总猿引:6M71我选择最具代表性的15篇如下:知识图书期刊报纸学在论文会议论文文档中多八无线传感器向络|中文搜索利索:4全部字成书名作者主题词丛书名目次无线传感器网络硼引用指数口白且花被图书引用册数伯日:作3陋居等编著t一-=7包库全文阅俵E出版发行口北京:岩华大学出版社,2005.05ISBNl7-302-10692K2图书馆文献传递t页数二倏4t原书定价口420口E主题词口无建电通信L学科

9、.传感器)无线电逋信传感器E中圉法分类号1TP】E内容提要本书介绍了无线传感器网络研究领域中的研究成果和应用技术。全书共分为三层,内杏包括:专感器网络通信协议、传感器网络支撵技术、传感器网络应用技术等。也分享到;国尊公E参考文献格式1孙利民竽编著.无线传感器网络.北京;清华大学出版社,2口05.05.选中了无线传感器网络这本图书,它的出处为:孙利民等编著.无线传感器网络.北京:清华大学出版社.2005.05.论文检索(期刊论文、学位论文、会议论文)选用CNKI或万方跨库查找检索式(最终的)检中的结果(第一页,包括检索结果的条数)选择最有代表性的论文15篇(要求3种文献类型都要,以参考文献的格式

10、),说明选择的理由。描述你查找过程中检索策略调整的情况。例如最初的检索策略如何,经过怎样的调整形成最终的检索策略,包括如何调整检索字段,如何调整检索词等答:检索式为:无线传感器网络*安全监控*Date:2005-2015索结果如下:可以看到在跨库查找到了条1。2015iE.2012jC20132j立2012:I:201112010124.2口口91:2008100J200711)K2D06:2005=:;:.切指到荒要碧声记录敬二仙画5口排序主题排芹*发表时间被弓I下裁今铝谢贤来通就用库学科差嘉年度阳究层次隹吉机枸专It检工d咏垢文恰家科锡感凄椅素句子小室输入内雌索能用;田_(.155三h巧啰

11、器闭正:射,做希贝,拉索悭粉杀件:处宣表时间:文阻去原:从2lh:i5-D1-CH辆入东莱相秘师输入基金名称模糊2015-0101支特星盆;作者正有肘间:不限辖的一作吉单位:摸胡,中英文扩展桧堂_精素一造器中检索第焚行阊;强耐翻寿()即余导出,运方文献廿圻h克读拨到1,11杀结祟浏览1幅口下一面1宋海涛,陈祥余,廖立斌,唐坤,韩齐森.无线传感器网络技术在海洋平台结构安全检测领域的应用研究几物联网技术,2013,04:36-40.2汪云家,何川.基于MEMS固态传感器的海洋平台多点空间振型的快速同步采集J.海洋石油,2013,03:117-121.袁巢燕.基于恶意信标节点检测的无线传感网安全定位

12、技术研究4重庆理工大学,2014.4毛伟.铁路易燃货物运输在途安全检测关键技术的研究与实现D.北京交通大学,2014.刘晔.适用于区域警戒的无线传感器网络覆盖问题研究D.中国科学技术大学,2014.6肖欢.ZigBee无线传感器网络链路层安全性分析与攻击检测D.北京邮电大学,2014.7李世才.无线传感网入侵检测动态模型研究与实现D.国防科学技术大学,2008.余文斌.无线传感器网络安全研究回.江西师范大学,2008.9李武建.基于ZigBee技术的无线自组网传感器网络设计D.合肥工业大学,2009.10钟森.无线传感器网络入侵检测与定位技术研究4电子科技大学,2009.11吴海.无线传感器网

13、络安全技术研究回.西安电子科技大学,2007.12余波.无线传感器网络技术在漏水检测系统中的应用D.云南大学,2010.13黄文,黄玮,范文庆.基于二进制代码的传感器网络缓冲区溢出检测模型A.中国科学技术协会、天津市人民政府.第十三届中国科协年会第11分会场-中国智慧城市论坛论文集C.中国科学技术协会、天津市人民政府:,2011:6.14马兵.基于测距的无线传感器网络定位优化算法的研究血.山东大学,2011.15刘希茂.基于ZigBee的无线传感器网络通信节点的软硬件设计D.河北工业大学,2011.通过检索,我发现将最初的检索式(无线传感器网络*安全检测技术*Date:2005-2015)再次

14、拆分成无线传感器网络安全监控检索,所得到的信息更加集中,这样得到的结果只有411条。文献田检素首子懿检索有世检案作者皴检索科研基金谕索句子检索灾就或流稔索芦二达舞:输入内行捺车里件;畀组泅先来源地据库学节发表年度研究层次作者m里孟良承订科:宝初检率史2015(1:20141;20偿F:20隹?二2011201046-2009:3J:20093J:-史口口7士2006(4?择常:工罚孙序.发表时间被弓!下就糊摸物摘要题记录趣:1口国W谭j皆除也像若文献分析而更|找到*11条菇果弼饰1煌1不一百.专利、标准分别检索与课题相关的专利、标准信息检索式检索到1条结果并点击查看首页,截图如下:检索到1条结

15、果并点击查看首页,截图如下:检中的结果,检索结果页面截图专利全文、标准全文首页截图答:专利的检索式为:无线传感器网络*桥梁监测系统检索到4条相关专利截图如下:f专利J中弟专利/海外专利报零高露需专北检索脸&枪耕件区二(专申烙称,母蜻麻各并含,桥梁监洌系模糊-:并且-(美檀词-1并含粮耦-)堀.群全文文厩l*-fij|句缄H员生涯射娼库苧科年,罐ij面厂登制精索jt2U13I2?2012m200BI.K排斥主苞持原+公开日用语日国页记录我:H包H5。f2清除m出,星老女附皆折.雕摭I士柒钻黑专利名称发虬k申请大来麒朋申请日砺日下戟分享一手怪于天嗡传感密网络的I帚!健康工则系轿王丽酸迅晅科技有随行

16、温司巾*I2011-12-i?4201306-215S2一慢于王”用更玛网络的恃梁健康三J系统王酷迅蹴投有限豆仔公司中国专利2011-12-?42012-09-12S口2型于无狷传感器执行器联各的H路桥梁的保由审刊笔垓懒缝;日宅磬上海交通大学中国专利2013-04-27201307-101选择第一篇专利,得到首页截图如下:-种才于千理传感田阿琳的精舞餐砧耨象拉工申清黄C:心号113W比1申日】刘41-22-24JCWLtflT7MPAIBJ2025-iB-2-EiiAJ西安国科我喃好公司口岫1;】胃口二酢四卡*巾福越匚:油u修阳qaiitT1号电企匚三隹五Ur求明人】王明Cr牙刊代口机内,西蚯

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18、EW工作布展非F一W干无端生潞书网摘频遍曜工皿膈乱怔在于国3由曹在珀之七福上利巴询步力正憔锄踹洞雷节点植烧阴且灰的1卞羸桑小正培制“thPlEW由人量所使用手升式起修修amw的里想用兴警值总由被赳iH!看他LS31ftsi尢期血时唾苦门,益人怖早寺索瓦班且粗耙无强传A工:用3把福0明孟,5管曲就餐曲::门魂讦住时的主拄谛戋相/工:、口王拄计KM/LTBff由旧311琢行器:丁巾1篇看崔倚蜃JtEd中国年上史传画网郎看“珀第蚪11打包揖今垃而吱鬼曲苛同和1a上传至主速洋首机山甲日美与EIEMl啊不印F月主独HMHJH电E短书慢班若网幅:代迂,直航洞注仃亡5主在计评机门1咱的社史:要依豆35可靖年

19、母徜裳工灯包担骷呆娘中百ffi电Tift电即00示力、用于*诉ftDlM摩盟曲RRq:*HBF击注加球3m期民叫电元:,用于住明府旧中W:崖卜箱片序工作的控用里元,外.两千的图*”出靠词/里元:二:、用于三建Ecirtes士中4行衡il&UHiI元,用于/邦*妙询JE小甲元仃置用于不事返程无嫉住嗡曲泗11田崎元总.*径如用造承平元LT3FEWIR原用心比)回在中禽一R*1,内由9济压3谑开元|#.iirt元和dKim*单元值;勺住元L“i通丽江F亓元/出注射塞元工曲匕则由Bi所述如图千茂涯疝巾酶体犊1g!用鸣玲席抽也踹glijd.但的士!I8:h、匕度殍日、卜二先洛副:、1tg泡景:产5而尚晚

20、足葬:注:勒:i描哂|据邠要慎妙1:PI11有用于对珀晶阳口物峻的无M的住感器超法丁“PiL典助il元笆弄巧泪史1里寻::我期fj热心M研理元升退做il相口情-丁与注*扁元力总总W的崛口2工但瑞福畏!;元笆用MEMklEEliit元:升鞋而It特口心必“厮压口s:1HlmUi如力上jh口网如.25曲it*备曾忘元魅;上懵力把1信?如EaflJ31主勇餐号1owcm互病与龙丹】E飘1。4中1工LE标准的检索式为:无线传感器网络标准国季标准三交/疔业标苣钮/匡内引府准邕录带入接京柔曲?lEI(玩准名称_r|取胎醇网一并含,蹴I,|)发布日期二殛日麟:穗濡,谑:阴超G(DjSF.S磁W录政:1。国5

21、0标点名称标考号更哥曰期未能国1信息技术传息喜嘘第301郃分:通信与信息交攒:低速.;,唠将源网络网络层和瓦镀持了孱规范GEbT30269.30120142015-04-30随1颗羽t克工标港钠aInkmiMliin.trdn-DbiySfflWTn?rwwteFin:SICcnnTuriincioandafunacnnn:hIrfc市却门口中地乂民其同明:西电着崩苴底闻中瓯挈标it化司驻员金中时电子按本.玩窟比汨何妄暮5口1方源史丰5?陈趣壮3大田野祉1*信ERii司卦内技术加艮合司:无助陲眄产业耐氧候;中讣压上海麻:城与恒应1闺屯大学奥超伯大学才1S大学dUfe曲学冲国科辐联附懵陋工理中心

22、工起草人】刘用京苣舒鼻话:目青王志非卫舒平平邦国军也t花鹿技木丸灵台1空国信冠技木玩窟比技水会员=知心IC281工由国播难十之号二L19【国灯村难分求号二运1.10工总国曲】L如的lEffi版会价J1L25E.外文文献(利用SCI检索与课题有关的信息)写出检索式检索结果页面截图,说明查找的过程选择最有代表性的5篇论文(以参考文献的格式)选择其中一篇可直接下载全文的列出篇名,并拷贝全文的第一页列出我校购买的外文数据库中还有哪些数据库收藏有与你专业相关的内容信息,写出数据库的名称答:检索式为WirelessSensor*BridgeMonitoringSystem*Date:20052015。检索

23、结果如下,得到了488条结果。我选择的5篇最具有代表性的论文是:1.作者:Lynch,JeromeP.;Wang,Yang;Loh,KennethJ.;等.SMARTMATERIALS&STRUCTURES卷:15期:6页:1561-1575出版年:DEC20062作者:Ni,Y.Q.;Xia,Y.;Liao,W.Y.;等.会议:InternationalSymposiumonStructuralControlandHealthMonitoring会议地点:NatlChungHsingUniv,CERDR,Taichung,TAIWAN会议日期:JAN10-11,2008STRUCTURALC

24、ONTROL&HEALTHMONITORING卷:16期:1页:73-98出版年:FEB2009作者:Jang,Shinae;Jo,Hongki;Cho,Soojin;等.SMARTSTRUCTURESANDSYSTEMS卷:6期:5-6页:439-459出版年:JUL-AUG2010作者:Pakzad,ShamimN.;Fenves,GregoryL.;Kim,Sukun;等.JOURNALOFINFRASTRUCTURESYSTEMS卷:14期:1页:89-101出版年:MAR2008作者:Lynch,JeromePeterPHILOSOPHICALTRANSACTIONSOFTHEROY

25、ALSOCIETYA-MATHEMATICALPHYSICALANDENGINEERINGSCIENCES卷:365期:1851页:345-372出版年:FEB152007我选择了截图中的第五篇,篇名为:WirelessSensorNetworksforConditionMonitoringintheRailwayIndustry:ASurvey截图如下:超噩蚓歉1整用小6.川花颜星题侏加他cnr.icnitcnnginme阳盟frausoyA9uveyHq娜.屈的J.冰域Bmcn.叫IsMidiad窄MGEEEnSACHONSONnTHHGENTTRAHSfX)RW10NSVS1EMS看1G

26、期3页:1啷他出虾JUN泛融於工段律髓U&FJfwclRvlncQinrhimriiannncRLbvinttin口sednnCnc-CJnrlrcnrIPLsiadDcrttcm我们学校购买的外文数据库除了SCI,还有日与SDOL跟我们专业相关。根据检出文献,对检索课题作一综述,如对课题现状、技术特点、研究水平、发展方向等方面的小结,不少于2000字。论文需有以下四个部分组成:4、6中的检前言(主要介绍课题的研究方向、基本概念的解释):正文(主要说明国内外对该问题研究的进展与代表观点,主要针对第二部分中索结果):总结(阐述你本人对该问题的新认识不少于200字)参考文献:(注明观点的出处,著者

27、、题名、文献来源)答:文献综述大致如下:基于无线传感器的桥梁监测系统的设计近年来,通信网络、信号处理、人工智能等技术的不断发展加速了桥梁监测系统的实用化进程。业界纷纷着手研究和开发各种灵活、高效、廉价、并且不影响桥梁结构正常使用的长期实施监测方法或技术。桥梁健康监测系统的部署和应用不单单具有重要的现实意义,还具有重要的研究价值,在推动和发展智能化、数字化和信息化桥梁工程中起到了积极的作用。无线传感器网络(WirelessSensorNetwork,简称WSN)是一种新兴的科学技术网络,由大量具有特定功能的传感器节点,通过自组织的无线通讯方式,相互传递信息,协同完成特定功能的智能专用网络。它综合

28、了传感器技术、嵌入式计算技术、网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等,能够通过各类集成微型传感器实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,这些信息通过无线方式发送,并以自组多跳的网络方式传送到用户终端。无线传感器网络在军事、工农业、环境监测、医疗卫生、智能交通、安全防范以及空间探索等领域有着广阔的应用价值。一个典型的无线传感器网络,通常包括传感器、节点、网关和服务器,其体系结构见图1所示。图1一个典型的无线传感器网络系统结构传感器节点具有射频功能,分布于无线传感器网络的各个部分,主要由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块等4部分组成,负责对数据的感知和采集,并且通过WSN通

29、信技术将数据发送至网关(汇聚节点或者基站)。网关与服务器通过公共网络(互联网、卫星、移动通信网等)进行通信,从而使用户对收集到的数据进行处理分析,以便做出判断或决策。无线传感器网络具有自组织、多跳路由、动态网络拓扑和节点资源有限等特点,其关键技术包括MAC协议(介质访问控制层协议)、路由协议、能量管理机制、QOS保证技术、数据融合技术、安全机制、定位技术以及同步管理机制等。目前,对于结构的实时监测正在国内外兴起,成为土木工程领域的一大研究热点,对于桥梁结构健康监测,国外发展较早,目前已经在世界各地的桥梁上建立的桥梁结构健康监测系统,并取得了一定成果。在国外,英国比较早的开展了这方面的工作,80

30、年代后期,北爱尔兰的新Foyle桥安装了长期监测仪器和自动数据采集系统,用来校验大桥的设计、测量和研究车辆、风和温度荷载对大桥结构的影响。其他国家相继在一些新建或改建桥梁和既有大型桥梁建立了结构健康监测系统。其中比较有代表性的有:韩国在Seohae桥、Youn自ong桥建成后分别安装了结构健康监测系统,Seohae桥安装的各类传感器数量达到120个,而Youn西ong桥安装数量达到380个。在丹麦,COWl公司为GreatBeltEast桥上设计了一套多达1000个传感器的监测系统。该系统能够监测桥梁各结构的振动加速度、应力、位移以及环境相关参数。加拿大在全长12.9km、建于海上的45跨预应

31、力混凝土箱梁Confederation桥上实施的一套综合监测系统,以便对桥梁在冰荷载作用下的性能、长短期变形、温度应力以及在车辆荷载、荷载组合、风和地震荷载作用下的动力响应和环境对桥。该系统所用各类传感器总数达到740个。国内,对于桥梁结构健康监测的研究起步较晚,但经过不断发展,国内先后已有40座桥梁安装或即将安装结构健康监测系统。其实比较具有代表性的有:中南大学与上海铁路局合作在南京长江大桥建成了健康监测系统,应用了150多个各类传感器,在健康监测中首次提出监测系统本身维护的重要性,并根据南京桥实际情况进行了有益探索,其经验对其它大型桥梁结构健康监测系统具有重要的参考价值。另外,为了提高天津

32、永和大桥的安全性和可靠性,延长桥梁的使用寿命,殴进萍院士以及王江、李宏伟等人在该桥建立了健康监测系统。这套系统包括:环境监测子模块、变形监测子模块、应变(应力)监测子模块、斜拉索力监测子模块、结构整体性能监测子模块和动态车辆荷载监测子模块。并且采用了B/S3层分布式体系结构,实现了桥梁结构健康远程监控。2003年,美国技术评论杂志曾评出对人类未来生活产生深远影响的十大新兴技术,无线传感器网络被列为第一。在不久的将来,无线传感器网络的发展和广泛应用将对人们的生产生活带来深远的影响。结构监测领域的无线传感技术研究始于1996年,Straser和Kiremidjian提出在结构健康监测系统的传感器上

33、安装无线通讯元件,实现无线数据传输。系统工作流程主要是由模拟传感器检测出信号然后通过A/D转换器转换成数字信号,内部的8位微控制器进行信号处理,最后由无线发射模块将数据发送到接收端。美国加州大学伯克利分校与Crossbow公司合作,在旧金山金门大桥部署了基于Mote无线传感网络的健康监测系统。用来监测桥体在风力作用下的各个关键受力点的振动状况,整体数据建模后就可以分析出桥体受损老化严重的部分,从而进行有针对性的修补。在国内一些大学和科研单位已经对无线传感技术用于土木结构健康监测领域展开研究。欧进萍院士,已经将无线传感网络应用于结构健康监测系统中,自主开发了无线应变采集传输系统,并且在渤海JZ2

34、0-2MUQ平台的仿真模型上完成了无线传感实验。桥梁结构健康监测是一套综合系统,它涉及到传感器技术、网络数据传输技术、信号处理技术以及结构分析与结构检测技术。,目前,桥梁结构健康监测系统的应用还存在一些难点,如传感器精度、系统数据传输实时性和准确性,以及对于数据的分析和压缩存储的问题还有待进一步研究。目前世界上专门用于桥梁结构健康监测系统的无线传感网络整体水平还处于实验室研究阶段。在我国,用于桥梁结构健康监测的无线传感网络技术处于起步阶段。由于桥梁属于大型结构,无线传感网络部署在这样大型结构上,将会造成无线传感器节点数量大大超过实验室内的规模,并且由于节点暴露在恶劣环境中,节点间通信受到极大的

35、干扰,导致数据链路质量波动频繁,大量节点导致了巨大的通信量,而繁琐的握手机制又产生了大量额外的通信,这些都会使链路质量评估器无法对链路质量做出合理的评估,造成路由变动过于频繁,导致整个网络路由层的崩溃。对于桥梁结构健康监测来说,传感网络的崩溃将是灾难性的,整个监测系统将由于前段无法将传感数据有效的传送到监控端,而无法正常工作,不能及时有效的对桥梁结构的健康状态进行监测。因此,必须对链路质量评估算法进行改善,使之能适应桥梁结构这一特殊应用环境,即温差大,湿度大,机械振动,自然和人为电磁干扰严重。链路质量评估算法必须能及时反应出链路质量的重大变动,同时当链路质量小幅波动时,又能做出稳定的评估。这样

36、才能保证为路由层提供稳定而可靠的链路质量评估值,帮助路由层选择一条高质量的通信链路,保证网络的畅通。通过检索查阅,本人认为解决上述问题的关键技术在于:基础节点的设置。而基础节点的设置重点考虑以下两个方面:(1)桥梁安全参数传感器的设置;(2)节点的低功耗设计。桥梁安全参数传感器的设置,主要包括传感器类型、布置地点、体积以及数量等方面。根据桥梁安全参数的监测方法和方式的不同,应在桥梁的不同地点布置不同类型的传感器,见表1表1桥梁安全参数传感器的类型及布置传感器类型布置地上:监测内容安全参数)温,湿度传感器桥面、桥墩底部桥梁的工作环境、桥墩结构及变化加速度传感器桥梁主跨横桥向与竖桥向、桥塔,斜拉索

37、桥梁结构的振动频率光纤光栅传感器桥梁构件构件温度压力传感器系杆吊杆受力状况位移传感需主拱顶关键点位移另外,根据无线传感器网络的要求,应将基础节点的体积尽量设置得小一点;而基础节点的数量则可根据桥梁的宽度和跨径而定,但至少要在10个以上。基础节点硬件平台,除了传感器之外,还有处理器、无线通信模块和电源。为了实现节点的低功耗,在选择处理器时,应尽量选择功耗低且支持睡眠模式、速度足够快、集成度高的处理器;由于处理器的低功耗与高性能存在着比较明显的矛盾,在成本允许的情况下,可以采用双核架构处理器。除此之外,还要注意选用芯片体积小、成本尽量低、片内集成较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路等。在选用无线通信模块时,应当考虑以下几个因素:(1)频段;(2)调制方式;(3)睡眠电流与唤醒时间;(4)发射与接收电流;(5)信号接收灵敏度。电源的选择,则应考虑低功耗及电池电压限制的因素。参考文献:1丁忠校.基于无线传感器网络的桥梁安全监测系统研究几公路,2008,12:75-77.2杨锦园.桥梁健康监测系统数据处理分析的研究J微计算机信息,2008,(1).3袁浩.桥梁结构健康无线传感网络监测系统设计与优化D广东工业大学,2009杨继红.CCD桥梁振动检测系统的设计与实现D,西安电子科技大学硕士学位论文20075作者:Jang,Shinae;Jo,Hongki;Cho,Soojin;等.

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