文档介绍：广东工业大学
硕士学位论文
桥梁结构健康无线传感网络监测系统设计与优化
姓名:袁浩
申请学位级别:硕士
专业:测试计量技术及仪器
指导教师:唐露新
20090601
摘要桥梁建筑在使用运行时,由于材料性能随着时间推移而老化,以及外界自然因素和人为因素影响,导致桥梁结构安全性能下降,使得桥梁结构健康状态的监测成为一项重要而紧迫的工作。随着集成电路、无线通信、传感器以及系统等技术飞速发展,无线传感网络术已得到包括土木工程领域科研人员的广泛关注。如何将无线传感网络应用于桥梁结构健康监测己成为国内外工程和学术界的研究热点。针对实际工程需要,本文采用无线传感网络用于桥梁结构健康监测系统,对系统进行设计,提出相应的算法,并进行了优化。本文的主要研究内容致哿饲帕航峁菇】导嗖獾奶厥庑砸约拔尴叽ǜ型缭谇帕航康监测系统设计方案。系统由本地无线传感器网络和远程监控系统构成,具有无线通信、分布式数据采集与处理能力。无线传感器网络的自组织网络其他节点信息采集与传输,不至于因某部分失效而使系统整体瘫痪。訫低澄尴叽ǜ型缃诘阒兴捎玫腡感网络操作系统特性以及该系统链路质量评估算法进行了分析,并针对工程实际应用中大规模无线传感网络链路质量易受环境干扰导致链路质量波动频繁、当前链路评估器无法合理评估链路质量的问题,提出链路质量评估改进算法,最后建立链路质量仿真模型,并对改进算法进行仿关键词:桥梁结构健康监测;无线传感网络;链路质量评估;如下:构健康监测中的应用优势和存在的问题。岢隽艘恢只贛盗械奈尴叽ǜ衅魍绲男滦颓帕航峁菇与协作能力,使整个系统在部分网络失效时仍能克服这部分损失,保障分布式无线传真分析。仿真结果分析表明,改进算法取得了更好的平衡。
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物乡艰缚磊诺口年,月午日独创性声明秉承学校严谨的学风与优良的科学道德,本人声明所呈交的论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,不包含本人或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明,并表示了谢意。本学位论文成果是本人在广东工业大学读书期间在导师的指导下取申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任,特此指导教师签字:得的,论文成果归广东工业大学所有。声明。论文作者签字:广东荡笱妒垦宦畚
第一章绪论研究目的和意义随着经济建设和我国工程建设的迅猛发展,在桥梁工程建设中,新结构、新材料、新工艺不断涌现,是桥梁设计施工技术得到了长足的发能会随着时间推移而老化下降,同时也经受着外界的自然因素和人为因素的影响而使其结构安全性能下降,如:强风、地震、车辆超载等。据相关资料显示,在英国调查的炷凉非胖校笤サ那帕涸桥梁有结构缺陷,美国每年桥梁投资约%用于更新维修旧桥,只有用于新建桥梁;在印度,大约有损伤迹象【俊N夜魇角帕褐校簧偾帕河捎谑褂媚晗藿铣ぃ杓瞥载标准偏低,超载车辆现象突出,导致主要承重结构发生位移、沉降、裂缝、混凝土菠萝、钢筋锈蚀、屈服和断裂等病害,已经难以适应当前交通运输需求,抵抗自然灾害以及人为损害的能力显著降低,安全问题众的生命财产安全,桥梁倒塌恶性事故发生将造成人民生命财产的重大式无法做到对桥梁结构健康状况的实时监测,不能在桥梁发生异常情况时及时准确的报警。因此,对于桥梁结构健康状态的监测是一项重要而在结构健康监测应用能够利用大量的传感器节点,增强系统的容错性,并且各个无线传感器节点集成了多种类型的传感器,增强了系统整体的展,大跨度桥梁设计的轻柔化以及结构形式与功能的日趋复杂化,同时,桥梁荷载也在不断的加大。桥梁在使用运行阶段,自身结构材料自身性营条件不良;美国的万座桥梁中,约有%的桥梁不符合要求,%的サ墓非帕盒枰L婊唬褂サ那帕突出。桥梁建筑是国家重要的基础设施,桥梁的健康状态涉及到人民群损失和不良社会影响。当前对于桥梁结构的检查主要还是采用传统的定位检查方式,这种方式的检查间隔时间往往是一年以上。这样的检查方紧迫的工作,这就要求必须桥梁监测系统能够提供及时而准确的信息。无线传感器网络强调无线通信、分布式数据采集与处理的传感器网络,检测能力,通过分布式数据处理,即传感器节点在局部进行协同计算,
桥梁结构健康监测系统发展概况并只将用户需求和部分处理过的数据进行传送,减少了数据传送量,提降低了安装和维护费用。本文对无线传感网络技术在桥梁结构健康监测中的应用进行了详细的研究,分析了目前无线传感网络在桥梁结构健康目前,对于结构的实时监测正在国内外兴起,成为土木工程领域的一大研究热点,对于桥梁结构健康监测,国外发展较早,目前已经在世在国外,英国比较早的开