用于結構模態(tài)識別的無線應變傳感器網(wǎng)絡研究.pdf

1、近年來,無線傳感器伴隨著微機電技術的發(fā)展應用于各個領域中,如醫(yī)療護理、軍事領域、環(huán)境監(jiān)測及建筑結構等領域。無線傳感器網(wǎng)絡為各個領域實現(xiàn)了很好的智能化分布式監(jiān)測網(wǎng)絡,從而大大減少了傳統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡的引線數(shù)量及信號處理速度等問題。在土木工程領域中,無線傳感器網(wǎng)絡擁有局域信號的處理功能,采集到的信號在結構局部就經(jīng)過處理,一定程度上減少了信息的傳輸量,將中央處理器實現(xiàn)的串行的系統(tǒng)轉化為一種并行的分布式信息處理系統(tǒng)形式;利用無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點擁有局

2、域信號的處理功能,可獲得結構局部信息;局部之間通過無線傳感器網(wǎng)絡組網(wǎng),可獲得整體結構的信息。無線傳感器網(wǎng)絡在結構上的應用主要是基于加速度振動信號和基于靜態(tài)應變信號的結構性能分析,而通過無線傳感器網(wǎng)絡獲取動態(tài)應變信息分析結構受力的研究還是很少見的。本文結合無線傳感器網(wǎng)絡及應變模態(tài)進行研究,具體研究的成果及已經(jīng)取得的如下:
　　首先,完成了可同IRIS無線傳感器節(jié)點匹配的具有低功耗、多通道動態(tài)應變信號采集特點的傳感器板設計,包括電路圖

3、、pcb板制作及元件的焊接。在此基礎之上,完成了傳感器板的電路測試、傳感器的靜態(tài)誤差分析及傳感器的靜態(tài)標定,并用此無線應變傳感器測試了實驗室內懸臂梁結構的頻率;結果表明,傳感器板所測得的值同理論所得相差很小,靜態(tài)誤差在合理范圍之內,對實驗室懸臂梁頻率的測試結果也表明此傳感器板在動態(tài)性能上達到預期效果;其次,基于TinyOS操作系統(tǒng),完成了采集節(jié)點動態(tài)應變信號采集程序的開發(fā),實現(xiàn)了簇首節(jié)點轉發(fā)功能,完成了整個無線應變傳感器網(wǎng)絡的搭建,完成