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桥梁荷载检测无线传感网络系统研究与开发
| 论文题名： | 桥梁荷载检测无线传感网络系统研究与开发 |
| 关键词： | 桥梁荷载检测数据;网络拓扑结构;LEACH-C路由算法;无线传感网络 |
| 摘要： | 现有的桥梁荷载检测数据的传输均采用有线电缆方式完成,该方式存在线缆使用量大、检测周期长、信号易受干扰和难以实现大跨度桥梁检测等问题。为此,论文研究并开发了一种基于无线传感网络的桥梁荷载检测系统,在该系统中,各传感器节点将检测数据通过无线方式传送给上位机,不仅减少了布线,缩短了检测周期,而且提高了信号的抗干扰能力,非常适合于大跨度桥梁检测。 论文首先对系统进行了需求分析,结合当前国内外桥梁荷载检测系统的研究现状,从实际需求、开发成本、开发周期要求及技术可行性等方面,确定了系统的体系结构(包括:系统的网络拓扑结构、硬件总体结构和软件总体结)。自主开发了桥梁荷载检测无线传感网络系统硬件终端节点,实现了桥梁荷载检测数据的采集和无线传输。同时,为了适应大跨度桥梁的荷载检测需求,在对比现有多种无线传感网络路由算法的基础上,针对桥梁这种特殊的测试对象,提出了一种面向桥梁荷载检测的无线传感网络路由算法——改进的LEACH-C路由算法,并以甘肃周柳泾河特大桥为例,在计算机上进行了仿真实验,实验结果表明:本文提出的算法在簇头的选取上更加合理,可以有效降低网络能耗。最后论文开发了桥梁荷载检测系统的上位机管理软件(包括:现场测控软件和远程监控管理软件)。其中,现场测控软件实现了Sink节点的串口数据接收、数据分析、数据传输和节点控制等功能,远程监控管理软件采用面向对象的系统软件设计方法,实现了桥梁的远程定位、桥梁的三维显示、数据的多视图显示、报表的生成和打印及节点的无线控制等功能。 模型和仿真试验表明:系统能够可靠、稳定、准确地采集、传输和显示桥梁形变、挠度、振动频率等检测数据,为桥检部门对桥梁健康状况的远程监控、桥梁的信息化管理等工作奠定了基础。 |
| 作者： | 张鸽 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 赵祥模 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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