無線傳感網(wǎng)橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)時(shí)間同步設(shè)計(jì)

隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)水平的不斷提升,當(dāng)前國家對于橋梁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、穩(wěn)定性也提出了更高的要求。立足于無線傳感技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,首先介紹了橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)與傳感技術(shù)的特征與定義,然后介紹了無線傳感技術(shù)在橋梁監(jiān)測中的應(yīng)用暴露出的問題,最后結(jié)合上述內(nèi)容對于無線傳感技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測中的應(yīng)用策略進(jìn)行了判斷,也希望能夠?yàn)槲覈鴺蛄罕O(jiān)測系統(tǒng)的不斷完善奠定良好的基礎(chǔ)。

文中給出了利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行橋梁健康檢測的具體設(shè)計(jì)方案和實(shí)現(xiàn)方法;并采用matlab軟件進(jìn)行仿真,給出了逼真的仿真效果圖;同時(shí)給出了無線網(wǎng)絡(luò)傳感器——光柵應(yīng)力傳感器的實(shí)現(xiàn)原理;詳細(xì)論述了針對健康監(jiān)測的應(yīng)用特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的基于能量效率的無線傳感網(wǎng)絡(luò)分簇算法以及算法實(shí)現(xiàn)的詳細(xì)實(shí)例程序;最后給出了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的健康監(jiān)測在控制終端pc機(jī)上的最終實(shí)現(xiàn)結(jié)果,并在論文最后作了必要的總結(jié)。

介紹了基于zigbee技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)的橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)控系統(tǒng),分別從硬件模塊和軟件架構(gòu)兩方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。無線模塊采用的是chipcon公司的cc2430芯片,它是第一顆真正的系統(tǒng)芯片(soc)cmos解決方案;數(shù)據(jù)處理模塊采用具有高速計(jì)算能力低功耗ti公司的ts320c5509a。實(shí)驗(yàn)表明該設(shè)計(jì)具有低成本,低功耗,高可靠性,高安全性等特點(diǎn),因此在橋梁等大型建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)控方面具有突出的優(yōu)勢。

電力時(shí)間同步監(jiān)測系統(tǒng)V2.0

無線傳感網(wǎng)絡(luò)近年來的持續(xù)發(fā)展為橋梁健康監(jiān)控提供了可靠和高效的平臺(tái)。采用最新的cc2530解決方案使得無線傳感網(wǎng)絡(luò)能以更小的體積和成本進(jìn)行大規(guī)模部署,從而更有效地采集橋梁振動(dòng)、形變等橋梁健康相關(guān)的各種信號(hào)?，F(xiàn)有的傳統(tǒng)回歸分析數(shù)據(jù)處理技術(shù)較難實(shí)時(shí)處理海量的傳感器數(shù)據(jù),基于模式識(shí)別、數(shù)據(jù)挖掘的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)則可以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)與實(shí)體結(jié)構(gòu)損傷間的潛在規(guī)律并指導(dǎo)橋梁維護(hù)。

介紹了大型橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀與進(jìn)一步的發(fā)展方向,有關(guān)經(jīng)驗(yàn)可供相關(guān)專業(yè)人員參考。

常規(guī)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通過支持任意兩點(diǎn)之間的通信,實(shí)現(xiàn)相距多跳的節(jié)點(diǎn)之間通信,然而在節(jié)點(diǎn)密集布設(shè)情況下,任意兩點(diǎn)之間的通信會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)重疊,進(jìn)而造成有限帶寬資源的浪費(fèi).基于新型樹狀結(jié)構(gòu)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)利用業(yè)務(wù)的方向性特點(diǎn),在橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)中,把節(jié)點(diǎn)構(gòu)造成以傳感器節(jié)點(diǎn)-匯集節(jié)點(diǎn)-基站節(jié)點(diǎn)的深度為二的樹,數(shù)據(jù)按照業(yè)務(wù)方向進(jìn)行傳輸,可以有效減少資源浪費(fèi),提高通信效率.文章對傳感器節(jié)點(diǎn)在橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)中的定位問題進(jìn)行了研究并給出了解決方案,提出通過兩種休眠調(diào)度方法來減少節(jié)點(diǎn)及網(wǎng)絡(luò)的能量消耗;通過對匯集節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)聚合模型的研究,給出分布式數(shù)據(jù)處理能有效減少數(shù)據(jù)通信量的結(jié)論;通過對基站節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換的研究,來實(shí)現(xiàn)大規(guī)模無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)與應(yīng)用.最后對.net構(gòu)架和開發(fā)語言的特點(diǎn)進(jìn)行了說明.

介紹了基于無線網(wǎng)橋的注漿遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、無線網(wǎng)橋電氣連接及安裝、系統(tǒng)通信方式。該系統(tǒng)采用plc作為控制核心,采用大型無線網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)局域網(wǎng)之間的連接,實(shí)現(xiàn)了對注漿現(xiàn)場數(shù)據(jù)和視頻信號(hào)的遠(yuǎn)程監(jiān)測。

采用光纖光柵及無線智能傳感技術(shù)的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)研究取得重要進(jìn)展

傳統(tǒng)的橋梁結(jié)構(gòu)是一種被動(dòng)結(jié)構(gòu),一經(jīng)設(shè)計(jì)、制造完成后,其性能及使用狀態(tài)將在很大程度上存在著不可預(yù)知性和不可控制性,這就給橋梁結(jié)構(gòu)的使用和維護(hù)帶來不便,鑒于此,介紹橋梁結(jié)構(gòu)健康檢測系統(tǒng)的組成、特點(diǎn)、設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則以及橋梁結(jié)構(gòu)損傷評估方法等內(nèi)容,極大地方便了橋梁的養(yǎng)護(hù)工作。

電線故障會(huì)引起火災(zāi),對電線溫度、電流進(jìn)行在線監(jiān)測能預(yù)防事故發(fā)生。設(shè)計(jì)了采用自供電無線傳感網(wǎng)絡(luò)的電線安全監(jiān)測系統(tǒng),系統(tǒng)由傳感節(jié)點(diǎn)、中繼節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)、服務(wù)器和客戶端組成。采用自供電技術(shù)解決無線傳感網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)中傳感節(jié)點(diǎn)不能持續(xù)供能的問題,對傳感節(jié)點(diǎn)工作狀態(tài)進(jìn)行控制以降低傳感節(jié)點(diǎn)能耗,傳感節(jié)點(diǎn)具有體積小、能耗低、不用更換電池等特點(diǎn)。分析自供電條件下,無線傳感網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),引入中繼節(jié)點(diǎn),延伸通信距離。將系統(tǒng)用于電線安全監(jiān)測,該系統(tǒng)通信可靠、工作時(shí)間長、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、人機(jī)操作方便,為電線安全的監(jiān)測提供了技術(shù)支持。

傳統(tǒng)的橋梁結(jié)構(gòu)性能檢測往往存在儀器設(shè)備安裝困難、需關(guān)閉交通、數(shù)據(jù)不具備長期統(tǒng)計(jì)意義等問題。運(yùn)用日益成熟的無線傳感器和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),進(jìn)行了橋梁在線檢測實(shí)踐?；谖㈦娮蛹夹g(shù)的無線傳感器,體型小,安裝方便,可長期安放在結(jié)構(gòu)上,與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一起,使數(shù)據(jù)的采集具有遠(yuǎn)程傳輸、長期周期性檢測、實(shí)時(shí)在線讀取和處理數(shù)據(jù)功能,且數(shù)據(jù)具有在線運(yùn)營的統(tǒng)計(jì)意義,更能反映橋梁結(jié)構(gòu)運(yùn)營過程中的各項(xiàng)靜力、動(dòng)力特性。檢測結(jié)果表明,該技術(shù)完全可以克服傳統(tǒng)檢測方式的缺陷,是橋梁結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)的發(fā)展方向。

針對變電站二次設(shè)備時(shí)間同步狀態(tài)的現(xiàn)狀,分別提出了常規(guī)變電站和智能變電站二次設(shè)備時(shí)間同步狀態(tài)在線監(jiān)測方案及具體的實(shí)施過程。根據(jù)提出的方案,介紹了同步監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,包括同步監(jiān)測裝置和監(jiān)視后臺(tái)的結(jié)構(gòu)、原理及具體功能。

寬帶波束形成是無線認(rèn)知傳感網(wǎng)中的一個(gè)重要研究課題。我們可以根據(jù)系統(tǒng)性能的不同要求或目標(biāo),對波形進(jìn)行設(shè)計(jì)或優(yōu)化,且為了達(dá)到性能增益,波形應(yīng)當(dāng)動(dòng)態(tài)適應(yīng)波形分集運(yùn)行環(huán)境。文章分析采用非相干接收機(jī)的siso(單輸入單輸出)無線認(rèn)知傳感網(wǎng)寬帶波形設(shè)計(jì)原理,設(shè)計(jì)基于積分窗口內(nèi)部和外部能量折中的符號(hào)間干擾降低算法,最后提出基于cvx(并發(fā)版本系統(tǒng))工具的二進(jìn)制波形設(shè)計(jì)優(yōu)化算法和基于sdp(半定規(guī)劃)的三元波波形設(shè)計(jì)優(yōu)化算法。

為實(shí)現(xiàn)對橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際荷載狀態(tài)下的工作性能和承載能力的評估．設(shè)計(jì)了一套可移動(dòng)和重復(fù)利用的便攜式健康監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)由振動(dòng)、動(dòng)應(yīng)變和靜態(tài)應(yīng)變以及溫度采集等硬件和相應(yīng)的采集分析軟件系統(tǒng)構(gòu)成。本文通過工程實(shí)例對該系統(tǒng)與現(xiàn)有的成熟的靜動(dòng)力測試系統(tǒng)采集結(jié)果進(jìn)行比較，認(rèn)為該系統(tǒng)的靜動(dòng)力采集結(jié)果可靠，工作性能穩(wěn)定。

通過對起重機(jī)結(jié)構(gòu)與應(yīng)力分析,確定了影響作業(yè)安全的主要應(yīng)力監(jiān)測點(diǎn);提出了基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)原則和方案;選用了crossbow公司的iris系統(tǒng)作為無線傳感網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),設(shè)計(jì)了應(yīng)變監(jiān)測節(jié)點(diǎn)相關(guān)電路與節(jié)點(diǎn)程序,開發(fā)了用于門式起重機(jī)應(yīng)力監(jiān)測的labview軟件。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對起重機(jī)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力實(shí)時(shí)監(jiān)測、超限自動(dòng)報(bào)警等,并具有對歷史數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)與信息處理功能。

綠色環(huán)保建材 一種無線傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) 劉皓 江蘇省計(jì)量科學(xué)研究院 摘要：隨著節(jié)能減排工作的推進(jìn)，信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與 節(jié)能減排不斷融合，逐漸引領(lǐng)節(jié)能減排工作走向精細(xì)化、便捷 化、高效化的新高度，另一方面，無線傳感網(wǎng)作為繼互聯(lián)網(wǎng)之后 的第二大網(wǎng)絡(luò)而被廣泛應(yīng)用，基于無線傳感網(wǎng)的能源管理系統(tǒng) 由此而應(yīng)運(yùn)而生。本文介紹了這種應(yīng)用于能源管理系統(tǒng)的一種 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：能源計(jì)量；能源管理系統(tǒng)；無線傳感網(wǎng)絡(luò) 1前言 隨著節(jié)能減排工作的推進(jìn)，信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與節(jié)能減 排不斷融合，逐漸引領(lǐng)節(jié)能減排工作走向精細(xì)化、便捷化、高效 化的新高度，能源管理系統(tǒng)便是兩者相結(jié)合的產(chǎn)物。能源管理 系統(tǒng)是基于自動(dòng)化控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上的一套計(jì)算機(jī)智能化管理軟 件平臺(tái)，該系統(tǒng)能在現(xiàn)場采集各類能耗實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)匯總 到計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算分析，根據(jù)分析結(jié)果發(fā)出操控指令，遠(yuǎn)程操作 現(xiàn)場執(zhí)行器實(shí)

市政橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)與管理標(biāo)準(zhǔn)

本文主要探討采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測橋梁應(yīng)力變化的系統(tǒng)設(shè)計(jì),主要包括應(yīng)力傳感器數(shù)據(jù)采集、嵌入式系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn),無線數(shù)據(jù)采集與傳輸模型的構(gòu)建與實(shí)驗(yàn),對橋梁日常實(shí)時(shí)監(jiān)測提供了一種靈活、低成本的有效解決方案。

基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)對杭州市民中心高空連廊吊裝施工過程進(jìn)行了遠(yuǎn)程監(jiān)測研究。詳細(xì)介紹了遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的組成和工作原理,以及遠(yuǎn)程監(jiān)測過程和主要監(jiān)測結(jié)果。對施工過程中的應(yīng)變監(jiān)測數(shù)據(jù)和吊裝設(shè)備控制參數(shù)比較表明,監(jiān)測系統(tǒng)可以有效地反映吊裝過程中的結(jié)構(gòu)性態(tài)。最后,對施工階段的溫度和應(yīng)變監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析,以了解吊裝階段、支座條件以及溫度對結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)變的影響,評估吊裝過程的穩(wěn)定性。

江陰大橋結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)是我國最早建立的特大型橋梁結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)。由于設(shè)計(jì)施工上的缺陷,系統(tǒng)運(yùn)行不久就出現(xiàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件損壞,導(dǎo)致系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)。江陰大橋聯(lián)合相關(guān)科研單位對損壞的硬件系統(tǒng)進(jìn)行改造,調(diào)整了傳感器系統(tǒng),增加了部分監(jiān)測內(nèi)容。對改造后系統(tǒng)的硬件以及監(jiān)測內(nèi)容進(jìn)行了分析。

本文以施工監(jiān)控與健康監(jiān)測在硬件、軟件、傳輸、數(shù)據(jù)等方面的融合為切入點(diǎn),提出統(tǒng)籌施工與使用狀態(tài)的結(jié)構(gòu)監(jiān)測體系,并結(jié)合之江大橋工程健康監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與建設(shè)提出了實(shí)施流程,實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)與施工監(jiān)控的統(tǒng)籌、融合。