探究加速度节点用于桥梁健康监测无线传感器系统集成

摘要:随着人们对结构安全认识的提升和监控技术的进展,结构健康监测已成为工程结构领域的一个热点探讨不足。现有结构健康监测的实现大都利用有线数据采集体系对结构在环境激励下采集的振动信号进行分析。近年来,随着微机电技术的进展,低成本无线智能传感器的利用避开了传统通用有线体系的高成本不足,由此无线传感器网络成为有利于结构健康监测运用的新技术。

    摘要4-5

    ABSTRACT5-10

    第1章 绪论10-18

    1.1 课题来源10

    1.2 课题探讨背景及作用10-11

    1.3 无线传感器网络概述11-12

    1.3.1 无线传感器网络的特征11-12

    1.3.2 无线传感器网络的运用12

    1.4 国内外探讨近况分析12-16

    1.4.1 无线传感器网络用于结构健康监测的探讨近况12-14

    1.4.2 无线传感器网络时间同步探讨近况14-16

    1.5 本论文主要探讨内容和创新点16-18

    1.5.1 本论文的主要探讨内容16

    1.5.2 本论文探讨的创新点16-18

    第2章 无线智能传感器节点硬件设计18-30

    2.1 引言18

    2.2 无线健康监测体系的总体设计18-21

    2.2.1 基于传感器网络的监测体系18-20

    2.2.2 无线智能传感器节点的组成20

    2.2.3 无线数据采集体系的节点设计20-21

    2.3 IRIS 智能节点平台21-24

    2.3.1 节点来自文艺美学论文的微处理器模块21-23

    2.3.2 节点的无线通信模块23-24

    2.3.3 节点内的接口电路24

    2.4 扩展传感器板的设计24-28

    2.4.1 ADXL335 加快度传感器25-26

    2.4.2 传感器板的电路设计26-28

    2.5 MIB520 编程板和基站28-29

    2.6 本章小结29-30

    第3章 无线采集体系的软件设计30-43

    3.1 引言30

    3.2 TinyOS 软件开发平台简介30-33

    3.2.1 TinyOS 和 nesC 介绍30-31

    3.2.2 TinyOS 的技术特征31-32

    3.2.3 TinyOS 的系统结构32-33

    3.3 无线收发模块的程序设计33-37

    3.3.1 通信接口和组件的消息缓存33-34

    3.3.2 无线消息发送模块34-36

    3.3.3 无线消息接收模块36-37

    3.4 数据采集模块的程序设计37-40

    3.5 基站的串口通信设计40-42

    3.5.1 基于 LabVIEW 的串口通信40-41

    3.5.2 串口数据包格式剖析41-42

    3.6 本章小结42-43

    第4章 时间同步算法的原理与实现43-56

    4.1 引言43-44

    4.2 无线传感器时间同步概述44-46

    4.2.1 传感器节点的时钟模型44-45

    4.2.2 无线消息包的传输延迟45-46

    4.3 现有的时间同步算法简介46-49

    4.3.1 典型的时间同步算法46-48

    4.3.2 各种时间同步算法对比48-49

    4.4 时间同步的 FTSP 算法49-51

    4.4.1 FTSP 算法流程简介49-50

    4.4.2 FTSP 算法的线性回归50-51

    4.5 FTSP 算法的实现和测试51-55

    4.5.1 FTSP 算法软件实现51-54

    4.5.2 FTSP 算法误差测试54-55

    4.6 本章小结55-56

    第5章 无线采集体系性能测试与分析56-66

    5.1 引言56

    5.2 智能传感器节点性能试验56-60

    5.2.1 ADXL335 传感器的校准56-58

    5.2.2 传感器节点性能测试58-60

    5.3 桥梁模型的动力测试60-65

    5.4 本章小结65-66

    结论66-68

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