基于RFID传感标签的弯曲应变无线监测方法及实验

为解决结构应变有线监测方法存在的布线量大、安装维护费用高、可靠性差等问题,提出一种基于RFID传感标签技术的无线监测新方法。详细介绍了由应变信号调理电路、MSP430单片机和nRF905无线收发模块组成的标签硬件设计和软件实现。根据有限元分析的结果,在碳纤维增强复合材料层合板实验试件上布置了多个电阻应变片,利用设计的传感标签和读写器,在万能材料试验机上构建了结构应变无线监测的实验系统。弯曲实验结果表明分布的传感标签可有效获取结构应变信号并实现信号的无线传输与处理;多通道数据分析处理结果与实验现象一致,验证了该系统实现结构应变无线监测的有效性。     

用于应变监测的无线传感器网络节点的设计

针对结构健康监测中应变监测系统的器件连线复杂、维修难度大的特点,设计了用于应变监测的无线传感器网络节点,其中,包括多通道应变传感信号调理电路模块、数字处理模块和无线收发模块的开发。对用于应变监测的无线传感器网络节点进行了标定,并通过无线传感器网络的载荷定位试验验证了用于应变监测的无线传感器网络节点抗干扰性强,实时性好,具有较高的稳定性和可靠性。     

机敏水泥基材料及其无线应力/应变测量系统的研制

为监测混凝土结构性态,开发了一种机敏镍粉水泥基材料及其无线应力/应变测试系统.首先,给出了填充镍粉的水泥基材料的应力/应变传感单元的制备方法、测量原理和性能分析;其次,制作了应力/应变的无线测试系统;最后,完成了机敏镍粉水泥基材料的无线应力/应变测试系统的实验.结果表明,机敏镍粉水泥基材料的电阻率随着压应力/应变是线性可逆变化的;集成的无线压应力/应变测试系统的测量范围在0 Mpa/0με到2.5 Mpa/311.5με,无线应力/应变系统可以实现应力/应变灵敏度为16.894%Mpa-1/0.133 65με-1(即应变灵敏度系数为1 336.5)和分辨率为150 Pa/O.02με;新开发的机敏镍粉水泥基材料的无线应力/应变测试系统具有应力/应变灵敏度高、分辨率高、电路简单等优势,适合结构健康监测用.     

基于无线传感网络的大型结构健康监测系统

针对大型碳纤维复合材料机翼盒段壁板结构,实现了基于无线传感网络的多点应变结构健康监测系统,采用自组织竞争神经网络成功判剐了集中载荷模拟的损伤位置.本系统由传感采集子系统、无线传感网络子系统和终端监控子系统三部分组成.为了降低系统网络功耗及成本,提高系统的稳定性和可靠性,改善传感网络的实时性和同步性,设计了可直接配接无线传感网络节点的低功耗多通道应变传感器信号调理电路和基于无线传感网络的层次路由协议,开发了多通道应变数据采集、网络簇头转发和中继节点接收等主要软件模块.实验证明,相比于传统有线的监测方法和数据采集系统,基于无线传感网络的结构健康监测系统具有负重轻、成本低、易雏护和搭建移动方便等优点.     

无线传感网络监测质量的统计分析

无线传感网络作为一种新型的网络技术是当今国内外深受关注的热点研究领域。它是一种新型的网络技术,能够实时地采集分布在网络中的数据信息,并将这些信息传输到网关节点,最终完成复杂的网络监测和跟踪目标的工作。为了解决无线传感网络所面临的挑战,对无线传感网络目标覆盖问题,考虑到随机事件参数未知的指数分布,对随机事件的监测质量进行统计分析,在无线传感网络的背景下对其覆盖问题进行优化。首先,对无线传感网络的背景及现状进行介绍,引出本文的研究目的是对无线传感网络的监测质量进行分析。其次,对无线传感网络的覆盖进行优化调度建立相应网络的模型,设计优化的模拟退火算法,结合统计知识分析,利用参数估计研究其监测质量。最后,通过仿真实验验证本文方法的合理性以及有效性,最终达到延长网络寿命的目的。     

嵌入式Ad hoc无线传感网络的载荷定位研究

Ad hoc传感网络是一种特殊的无线传感网络,除了具有普通无线网络传统的优点外,还具有无中心、自组织、多路由、动态拓扑等特点.本研究采用Ad hoc网络技术和Mica系列无线传感器,成功组建了无线传感网络,针对复合材料结构健康监测系统,实现了应变传感信号的采集,并结合模式识别技术,对结构所受集中载荷进行了定位研究,监测网络的系统性能也得到了优化.实验证明,Ad hoc传感网络用于智能材料结构监测是种好方法.     

结构应变的无线监测及融合技术

针对结构应变监测,设计了一类无线应变传感装置,并对该装置采集的数据进行了数据融合处理.,介绍了无线应变传感器的硬件集成;描述了基于算术平均值的无线应变传感器信息融合方法;结合应变的无线测试实验,应用数据融合技术对测量数据加以分析处理.研究表明:所集成的无线应变传感器,安装简单、携带方便;采用了数据融合处理的应变信号更加准确;基于数据融合的无线应变传感器适合在现场测试中应用.     

基于无线传感网络的大体积混凝土裂缝监控技术

对大体积混凝土浇灌过程中的温度和温度应力进行监测与控制,可以有效防止裂缝的产生。在分析了大体积混凝土温度和应力常见监测方法的特点后,提出一种基于无线传感网络和移动agent技术的分布式温度和应力监控系统。系统利用无线传感器节点采集混凝土温度和应力等信号,实现并行的分布式信息采集与处理,安装布置简便;将移动agent应用于无线传感网络以解决异构系统间协作、协调及信息融合,有效降低了冗余数据的传输及节点能耗。详细分析了系统结构组成及设计方法,并利用该系统进行了现场测试,实验结果表明,该系统能够较好实现对混凝土施工过程中的温度、应变情况进行实时在线监测。     

面向无线传感网的社区远程医疗实时生理参数监测系统

本文设计了一种新的面向无线传感网的社区远程医疗实时生理参数监测系统．该系统基于社区无线传感网中的生理参数采集节点和汇聚节点运行工作特点,设计了系统界面、业务逻辑层、数据交互层、数据库、系统前置接入服务、无线传感网络六层系统架构,采用C／C＋＋、Qt编程技术、QWT图表开发技术实现,能够将社区人员多种乍理参数实时传送到社区医疗数据处理中心,进行数据处理、分析、整合,准确给出人体生理参数变化状况,解决了以往数据处理功能单一等不足,为社区医护人员准确监测社区人员健康状况提供可靠依据．     

无线传感网络在结构健康监测中的应用

将无线传感网络引入结构健康监测中.根据无线传感网络的体系结构和性能标准,提出了应用在结构健康监测里的一些特殊需求.设计了一套实验系统,在此基础上,开发出几种网络协议和应用程序,实现了多跳路由,多参数采集和网络抗毁性,并应用这些程序,协同完成了载荷定位和紧固连接件松动诊断.实验证明,无线传感网络在结构健康监测中应用前景广阔.     

浅谈无线传感器网络在瓦斯监测中的应用

传统的瓦斯监测系统很难及时对煤矿的井下状况进行监测,而无线传感技术能能够克服这一局限,所以出现了无线传感网络瓦斯监测系统。本文探讨了无线传感网络在瓦斯监测中的应用情况,并根据瓦斯监测系统的投入使用情况,提出了相应的方案。     

探讨无线传感网络路由协议的设计

无线传感网是全新信息获取及处理技术,本文分析了无线传感网的路由协议设计,基于协商机制的层次型路由协议能够协作地实时监测、感知和采集信息.     

基于Wi-Fi无线传感网的应变测量系统设计

针对工程结构应变测量需求，设计了基于Wi-Fi无线传感网的应变测量系统。在明确系统架构的基础上，应用ADR431BRZ芯片、AD823I仪表放大器、ADSI274芯片设计了传感器节点的传感单元，应用STM32芯片设计处理单元，应用USR-C322Wi-Fi模块设计通信单元，应用SPX3819M5芯片、OPA2227高精度低噪音运放设计电源单元。同时，对传感器系统无线组网方式进行设计分析，并从信号采集流程设计、上位机软件设计两方面，对系统软件进行设计。测试结果表明，该系统的误差小，运行稳定，能够满足工程结构应变测量需求。     

采用自供电无线传感网络的电线安全监测系统

电线故障会引起火灾,对电线温度、电流进行在线监测能预防事故发生。设计了采用自供电无线传感网络的电线安全监测系统,系统由传感节点、中继节点、路由节点、服务器和客户端组成。采用自供电技术解决无线传感网络监测系统中传感节点不能持续供能的问题,对传感节点工作状态进行控制以降低传感节点能耗,传感节点具有体积小、能耗低、不用更换电池等特点。分析自供电条件下,无线传感网络的网络结构,引入中继节点,延伸通信距离。将系统用于电线安全监测,该系统通信可靠、工作时间长、数据实时、人机操作方便,为电线安全的监测提供了技术支持。     

无线传感器网络跨层通信协议的设计

针对现有层次性无线传感器网络通信协议的不足,分析了无线传感器网络通信各层对跨层的需求,比较了现有跨层模型的优缺点,对跨层模型原则和方法进行了讨论,提出了跨层无线传感器网络通信协议模型,并在矿井环境监测系统中,对此模型进行了具体设计.新协议模型具有设计复杂度低,数据可靠性高以及实时性好的特点,能够满足矿井监测的特殊需求.     

煤岩应力分布式监测系统设计

针对现有煤岩应力监测存在布线复杂、可扩展性差及数据传输实时性不高等问题,基于无线传感器网络架构,设计了一种煤岩应力分布式监测系统。该系统以CC2530芯片为核心,利用传感节点采集钻孔煤岩应力,路由节点通过ZigBee网络接收采集数据并传至汇聚节点,汇聚节点通过工业以太网将数据传到上位机进行显示、存储和分析。测试结果表明,传感节点与汇聚节点间最大通信距离达50m,该系统可实时、准确地监测煤岩应力,具有操作方便、部署灵活、易于扩展等优点。     

无线传感网络在桥梁结构健康监测中的应用

文中给出了利用无线传感网络进行桥梁健康检测的具体设计方案和实现方法;并采用Matlab软件进行仿真,给出了逼真的仿真效果图;同时给出了无线网络传感器——光栅应力传感器的实现原理;详细论述了针对健康监测的应用特点而设计的基于能量效率的无线传感网络分簇算法以及算法实现的详细实例程序;最后给出了系统实现的健康监测在控制终端PC机上的最终实现结果,并在论文最后作了必要的总结。     

结构中埋入TiNi超弹性丝传感网络的实验研究

选择了埋入复合材料基体的TiNi超弹性丝的规格 ,并对其在相变过程中的应力 -应变 -电阻特性进行了测试 ,测试结果表明TiNi超弹性丝在相变温度tf 以上时 ,其应变 -电阻之间呈近似线性关系 ,可作为复合材料结构健康监测的信息源。介绍了基于TiNi超弹性丝传感网络的复合材料结构健康监测技术 ,并制作了用于结构损伤监测的实验构件 ,设计了具体的试验方法。模拟试验表明该方法是可行的     

基于ZigBee技术的无线传感器网络及其应用研究

无线传感网络是当前国内外传感器技术领域的热点研究课题,着重研究了基于ZigBee技术的无线传感器网络节点的软硬件设计,实现了ZigBee无线传感器网络节点的设计,并运用该无线传感节点建立了基于ZigBee技术的无线结构健康监测系统,利用模式匹配的方法实现了基于无线传感器网络的载荷定位和结构紧固件失效的实时监测.     

森林火灾无线监测预警系统的设计与实现

针对传统森林火灾监测措施实时性差、实际应用受限的问题,利用无线传感网络技术,构建了基于ZigBee和GPRS的森林火灾监测预警系统.介绍了系统的结构,给出了主要功能模块的硬件设计方法和ZigBee无线传感网络中各功能节点的软件设计.同时,对传统的无线传感网的自组网方案进行了改进,并在分布式组网方案基础上实现了ZigBee无线传感网络节点的分簇置放.实践证明,该系统实现了森林火灾监测和预警的功能,提高了系统中数据传输的实时性、可靠性以及系统的可扩展性.