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基于物联网的桥梁安全监测系统研究与设计
| 论文题名： | 基于物联网的桥梁安全监测系统研究与设计 |
| 关键词： | 桥梁安全监测系统;设计模式;远程控制;物联网技术 |
| 摘要： | 桥梁作为国家重要的基础设施，其承载着巨大的交通运输压力，桥梁的安全运营离不开可靠的安全监测。目前我国的桥梁监测还是以人工监测为主，已有的一些监测系统也大多为有线网络系统，其安装布线困难，节点智能化程度低，系统容灾性差，线路损坏易导致整个监测系统失效。 将物联网技术应用于桥梁安全监测中，能够实现监测任务的智能化，保证数据的实时性。为此，本文设计了一种基于物联网的桥梁安全监测系统，与传统的桥梁监测系统相比，该系统具有远程智能监测、及时分析预警、低能耗、可靠性高、安装方便等优势。本论文针对感知层的网络连通性和系统的冗余监测进行了研究，并给出了桥梁监测系统的整体框架以及软件设计方案，本文的主要工作如下: 1.研究设计桥梁监测中的ZigBee网络连通性增强算法。监测系统的感知层通过ZigBee技术进行网络通信，针对ZigBee技术地址分配机制带来的连通性低的缺陷，研究设计了一种连通性增强算法，主要通过链路变化来实现拓扑重构，其中包含降低深度算法、节点转移算法、节点置换算法，通过仿真试验验证了该算法的有效性。 2.设计桥梁安全监测的自调度策略。结合桥梁监测自身的特点和监测指标，针对采集的数据量大、能耗高等问题，设计了一套适用于桥梁安全的自调度监测机制。首先对桥梁的监测项和安全状态进行分级，并以实时监测的桥梁安全状态为依据，在必要的时刻启动相应的监测项，减少冗余监测，降低能耗。整个自调度策略包含监测模式调节、触发项调节和过载调节三部分内容 3.设计基于物联网的桥梁安全监测系统方案。根据桥梁结构特点，给出桥梁监测指标、传感器部署位置以及节点设备，设计出面向物联网的桥梁安全监测系统整体架构，然后给出系统功能，并对整个系统的软件框架进行了描述。为验证本文所设计的桥梁安全监测系统的有效性与可靠性，在某桥上进行了初步试验，结果表明本系统实现了数据的实时采集和桥梁安全状态展示，并能够及时预警。 本文将物联网技术运用到桥梁安全监测中，提出了一种智能高效的桥梁安全监测方案，针对提高网络连通性、减少冗余监测、降低能耗等目标进行了研究，并给出了整个系统的设计方案和系统初步运行结果，实现了桥梁的安全监测和预警，对结构物安全监测网络化、智能化有一定借鉴意义。 |
| 作者： | 苏远 |
| 专业： | 计算机技术 |
| 导师： | 熊书明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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