基于無線傳感器網絡的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)研究

《基于無線傳感器網絡的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。

1、您的論文得到兩院院士關注數采與監(jiān)測文章編號:1008-0570(2010)08-1-0085-02基于無線傳感器網絡的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)研究ResearchonBridgeDetectionSystemBasedonWirelessSensorNetwork(風神輪胎股份有限公司)宋培芬SONGPei-fen摘要:橋梁的自然老化、劣化將會影響其安全與正常使用,甚至造成重大的人員傷亡和財產損失,已成為交通運輸部門關注的嚴重問題。本文將無線傳感器網絡技術引入橋梁結構健康監(jiān)測領域。提出了橋梁鋼筋電阻檢測方案。對傳感器網絡操作系統(tǒng)(TinyOS)進行了研究和移植。關鍵詞:無線傳感器網絡;TinyOS;光纖應

2、變傳感器;橋梁鋼筋電阻檢測方案中圖分類號:TP393;U446文獻標識碼:AAbstract:Naturalweatheringanddeteriorationofbridgeisveryharmfultoitsperformanceandsecurity,andevenmorecauselossoflivesandofproperty.Trafficandtransportationsectorshavepaidgreatattentiontothisproblem.Inthispaper,wirelesssensornet-workisintroducedtotheareaofbridge

3、healthconditiondetectionsystemtomonitorandanalysisthekeystateparameterssuchasstrain,deflection,vibrationofthebridgeandrecordandalarmonnetworkterminationunits.技Keywords:wirelesssensornetwork;bridgeconstruction;opticalfiberstrainsensor;conditionmonitoring術本系統(tǒng)采用同構型體系結構,如圖1所示,它包括傳感器節(jié)1引言點、網關、互聯(lián)網和監(jiān)控中心等。傳感

4、器節(jié)點主要分布在橋體中,創(chuàng)無線傳感器網絡WSN(WirelessSensolNetwork)是計算機、節(jié)點具有信息獲取、信號處理、路由計算和信息轉發(fā)的功能。通通信和傳感器三項技術相結合的產物,是目前計算機科學領域過網絡自組織和多跳路由,將數據向網關發(fā)送。網關可以使用多新一個非?；钴S的研究分支。2003年2月美國技術評論雜志種方式與外部網絡通信,如Internet、衛(wèi)星或移動通信網絡等?！?TechnologyReview》)評出對人類未來生活產生深遠影響的十3網絡節(jié)點設計大新技術,無線傳感器網絡被列為第一。通過無線傳感器網絡,能夠實時地監(jiān)測、感知和采集其節(jié)點部署區(qū)的觀察者感興趣的在不同應用中,

5、傳感器網絡節(jié)點的組成不盡相同,但一般感知對象的各種信息(如溫度、濕度、應變、撓度、振動等物理現(xiàn)都由傳感器模塊、處理器模塊、無線通信模塊和能量供應模塊象),并對這些信息進行處理后以無線的方式發(fā)送出去,通過無線四部分組成。對于我們研究的橋梁結構健康監(jiān)測系統(tǒng),傳感器部網絡最終發(fā)送給觀察者。無線傳感器網絡在軍事偵察、醫(yī)療護分有內模塊和外模塊之分,內模塊檢測溫度、濕度等常規(guī)狀態(tài)理、智能家居、工業(yè)生產控制、環(huán)境監(jiān)測等領域有著廣闊的應參數;外模塊一般要在建橋過程中一起規(guī)劃安裝。這里我們提出用前景。橋梁結構健康監(jiān)測系統(tǒng)是一個特殊的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。兩種傳感器外模塊方案:光纖傳感器埋入式和橋梁鋼筋電阻檢橋梁是交通運

6、輸網絡的重要組成部分,一旦橋梁出現(xiàn)坍塌,測式。光纖傳感器埋入式是1989年美國BrownUniversity的造成的經濟損失和災害將十分巨大。如加拿大(魁北克,1907Mendez等人首次提出,隨后美國、歐洲、日本等國家的一些學者年)、美國(塔科馬海峽,1940年)、韓國(漢江圣水,1994年)、中開始將這一高新技術應用于土木工程的研究,并取得了很好的國的綦江彩虹橋(1999年)、中國的江蘇常州運河大橋(2007年)成果。橋梁鋼筋電阻檢測方案是我們新提出來的,其應用更簡單等。因此,及時獲取橋梁結構狀態(tài)參數(應變、撓度、振動等),開有效。光纖傳感器埋入式方案的特點是,光纖傳感器耐腐蝕性展狀態(tài)參數

7、監(jiān)測及安全評估工作,對全面分析和了解橋梁工作強、耐久性好,因其體積小、重量輕、結構簡單,故埋入土木工程狀態(tài)、實現(xiàn)事故預先報警、預防突發(fā)性災難、避免人員傷亡和確結構后對基體材料特性幾乎沒有影響。利用單模和多模光纖?；A設施安全意義非常重大。傳感器可以探測混凝土構件(如梁、板、柱)實體結構的應力、應變、撓度、彎曲、凝結、裂縫、蠕變以及整個結構的位移等參數。2系統(tǒng)的體系結構橋梁鋼筋電阻檢測方案的使用條件