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原文传递基于WSN的曲线桥梁横向位移实时监测系统的设计与实现

论文题名：	基于WSN的曲线桥梁横向位移实时监测系统的设计与实现
关键词：	曲线桥梁;横向位移;实时监测系统;程序设计;无线传感网
摘要：	桥梁在现代社会经济生活中起着十分重要的作用，其中曲线桥更是以其对环境更好的适应性，在社会生活中得到广泛的应用，然而在现实中曲线桥桥梁的横向位移过大导致曲线桥被破坏的现象时有发生。而国内大多数对曲线桥桥梁的横向位移的研究都是从理论上分析，很少对实际产生的横向位移进行监测研究，为此设计了一个能够实时监测曲线桥桥梁横向位移的无线监测系统。　　系统分为两个部分:下位机ZigBee无线传感网的横向位移数据无线传感部分，和上位机服务器的横向位移数据的存储、管理、动态显示和远程浏览访问部分。　　在ZigBee无线数据传感部分中，首先分析了TI公司的ZigBee协议栈Zstack，并在此基础上设计了四种节点:协调器节点，路由节点，无线横向位移传感器终端节点以及巡查节点。在整个网络中各个节点均采用了TI公司的无线片上系统芯片CC2530作为其主控芯片。其中协调器节点主要是负责无线横向位移传感网的搭建和组网，它让分布在桥梁各个监测点的终端节点组成可以相互进行信息传递的网络。此外协调器还负责了系统节点的在线情况的识别和整个无线传感网络和上位机服务器的串口数据通信。路由节点，它能够中继和转发传感器节点的数据，提高无线网络的组网能力，使ZigBee设备形成一个多跳的网络。无线横向位移传感器节点，上面集成了横向位移的传感器、液晶显示、输入和报警设备。它可以按两种不同的定时模式读取位移传感器的数据。在获取到数据后传感器节点将进行模数转换等处理之后:一方面将监测到的横向位移输出在液晶上面，如果监测点的横向位移超过了设定的界限值，该节点将进行相应的报警，以提醒桥上的行人车辆注意;同时另一方面横向位移终端节点将横向位移数据通过ZigBee网络传送到协调器节点，并且将超限的横向位移数据传送到巡查节点。巡查节点是一个特殊的路由节点，它主要是接收节点故障或者位移超限时的警报信息，其在接收到报警信息后，可以提醒检修人员及时赶到现场确认报警节点状况。　　在上位机服务器部分中，利用微软的Visual Studio2012集成开发环境，开发了基于.NET Framework框架的Windows服务器和客户端的应用程序。首先，设计了ZigBee协调器和上位机服务器的串口通信程序，其负责接收来自下位机无线传感网的数据。其次，设计了横向位移数据的存储和动态实时显示程序，程序中将串口接收到的数据写入到Sql Server2008数据库中，当有数据超过系统设定的危险值时，便通过短信方式通知给系统的管理员，同时利用开源的ZedGraph控件对串口接收无误的节点横向位移数据动态实时的显示出来。最后，利用Socket通信方式，编写了客户端和服务器的通信程序，实现了客户端对服务器的远程浏览访问。
作者：	饶德倩
专业：	微电子学与固体电子学
导师：	陈向东
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文