1、近年來,越來越多的先進(jìn)技術(shù)在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測中得到重視和應(yīng)用,其中隨著微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)、無線通信和數(shù)字電路技術(shù)發(fā)展起來的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了包括土木工程在內(nèi)許多領(lǐng)域的科研人員的特別關(guān)注.本文研究了大型結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)計方法;設(shè)計和構(gòu)建了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),并在實驗室進(jìn)行了相應(yīng)的試驗以及在超高層建筑和橋梁結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了系統(tǒng)集成和應(yīng)用.本文的主要研究內(nèi)容和成果如下:1.針對傳統(tǒng)傳感器只能采集單一參

2、數(shù),以及結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)由于部分傳感器失效而產(chǎn)生的信息損失和系統(tǒng)失效等問題,提出了一種基于新興的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新型結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)及其設(shè)計原則.2.針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信帶寬限制、數(shù)據(jù)處理能力低和無線傳感器節(jié)點間的協(xié)同工作機(jī)制等問題,利用由美國加州大學(xué)伯克利分校研發(fā)的無線傳感器節(jié)點在實驗室中設(shè)計和建立了一個原型結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng),進(jìn)行了系統(tǒng)的測試和研究.3.針對分布在不同城市的超高層建筑的健康監(jiān)測,利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和Inte

3、rnet技術(shù)設(shè)計了一個分層的超高層建筑結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程健康監(jiān)測系統(tǒng).4.針對大跨度橋梁的變形監(jiān)測及其對監(jiān)測結(jié)果快速、高精度處理的要求,利用衛(wèi)星定位技術(shù)、無線通信和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、精密工程測量技術(shù)及現(xiàn)代數(shù)據(jù)處理技術(shù)等高新技術(shù)集成了一個大跨度橋梁動態(tài)位移監(jiān)測系統(tǒng).利用無線局域網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)了監(jiān)測數(shù)據(jù)的本地和遠(yuǎn)程無線傳輸以及整個監(jiān)測系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理,開發(fā)了相應(yīng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和無線通信軟件.5.針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能耗和遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的傳輸延遲