基于振弦式传感器的无线传感网络研究

《基于振弦式传感器的无线传感网络研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文基于振弦式传感器的无线传感网络研究作者姓名徐勇学科专业桥梁与隧道工程指导教师苏成教授所在学院土木与交通学院论文提交日期2016年6月ResearchonwirelesssensornetworkbasedonvibratingwiresensorsADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：XuYongSupervisor：Prof.SuChengSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：ＴＵ３学校代号；１０５６１

2、学号：２０１３２０１０６１７９华南理工大学硕±学位论文基于振弦式传感器的无线传感网络研究作者姓名：徐勇指导教师姓名、职称：苏成教授：工学硕±学科专业名称申请学位级别：桥梁与隧道工程研究方向：大跨度桥梁结构论文提交日期：２０１６年月日论文答辩日期：２０１６年月日学位授予单位；华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：；％主席１么］＾妾员：下？．’．＇－－１二■搞巧盛為古店＾主這占占直當心巧二；．华南理工大学学位论文原创巧声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导

3、下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：参日期：年＾月３日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，艮Ｐ；研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理王大学。学校有权保存并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校

4、可Ｗ公布学位论文的全部或，部分内容可、、汇允许采用影印缩印或其它复制手段保存编学位论一。。本人文电子文档的内容和纸质论文的内容相致：本学位论文属于□：保密，（校保密委会审定涉日）员为密学位时间年月＿＿＿于年月日解密后适用本授权书。＿＿＿＿＿保密意网上，０不，同在校园发布供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术刊光盘版电杂志社全期（）子入ＣＮＫＩ全文出版和编《中国资库》，。知识源总传播学位论文的部或部分内容上＂＂Ｖ（请在相应方框内打）．：〇《作者签名日期：／又ｊ．．：＾指导教

5、师签名日：期如／之５摘要近年来，结构健康监测已经逐渐发展成为保障大型土木工程结构运营安全的重要技术手段。传统的结构健康监测系统多以信号线缆作为现场数据传输的载体，将传感器感知到的信号传送到结构现场的数据汇集点。这种有线数据传输方式存在布线量大、安装和维护费用高、在复杂结构中布线困难等缺点。随着无线通信技术和集成微电子机械系统等技术的快速发展，无线传感技术的应用越来越广泛。将无线传感技术应用到结构健康监测中可以有效解决传统有线数据传输方式存在的问题。针对结构健康监测中大量使用的应变传感器，研究基于振弦式传感器的无线传感网络技术，可提高现场应力应变

6、监测效率，降低系统建设和维护成本，对于推动结构健康监测的快速发展具有重要意义。本文的主要工作包括：(1)对结构健康监测及无线传感网络研究进行文献综述。阐述结构健康监测的意义；介绍结构健康监测系统的组成、发展和应用；概述无线传感网络的特点及其在各个领域的应用。(2)分析振弦式传感器的工作原理。介绍单线圈振弦式传感器的结构、数学模型以及信号测量原理；对比分析高压拨弦和低压扫频两种激振原理，进一步给出改进的低压扫频激振方法。(3)开展无线传感单元的设计与开发。基于硬件设计小型化、低功耗、低成本和高可靠性的原则，采用模块化设计方法，对无线传感单元采集模块、

7、数据处理与控制模块、无线收发模块和能量供应模块的硬件进行设计与集成；根据应力应变监测的功能需求，结合软件的设计原则，对无线传感单元内嵌软件进行设计与开发。(4)开展无线传感网络组网设计。通过对各类无线通信协议的特点进行对比分析，选择ZigBee协议作为无线传感网络的通信协议；比较基于ZigBee通信协议的三种无线网络拓扑结构的特点，指出适用于各类工程结构的无线传感网络拓扑结构；设计应用层数据通信协议。(5)开展无线传感网络用户端软件设计与开发。根据用户端软件需要实现的功能，完成用户端软件设计图，在此基础上开发出具有友好人机交互界面的用户端软件。I(

8、6)开展无线传感网络性能的实验验证。通过无线与有线数据采集的对比实验、多点组网稳定性实验以及无线传感网络功耗和通信距离实验