时钟同步技术在桥梁结构监测系统无线传感网络中的应用研究

针对大型桥梁结构健康监测系统具有传感器类型众多、位置分散、信号信噪比小等特点,研究了基于精确同步的无线传感器网络(WSNs)的设计方法。在分布式的无线传感器网络系统中,各个无线采集节点的数据采集相对独立,各无线节点需以统一的时钟周期和起始时刻进行同步采集,才能得到一个具有时间和空间信息的检测数据。针对所开发系统的网络拓扑结构和具体应用对象,研究提出了一种改进型的延迟测量时间同步机制。经过理论验证和工程实践,设计的无线传感器网络系统能够满足结构健康监测对时间同步精度的要求。     

模糊贴近度算法在煤矿安全监测WSN系统中的应用

由于无线传感器网络具有传输通信量和传感器电源能量有限的特点,高效的数据融合节能策略成为现在无线传感网络研究热门技术之一。对于塔山矿井平台监控的复杂环境,应用无线传感器网络技术来采集矿井巷道内的数据并将数据发送给汇聚节点。而汇聚节点的数据处理方式是延长网络生命周期重要一环,为了提高汇聚节点数据传输的准确性和高效性,本文研究采用了一种高效的无线传感器网络数据融合算法。基于模糊贴近度原理,结合相对复合权重的概念,提出了基于模糊贴近度的数据融合算法。实验通过对比测温数据的平均值与模糊贴近度融合后的温度值相比较,误差较小,且误差数据偏离的越大,使用该算法的效果更优于普通的算数平均法。     

费里比公路大桥长期无线结构健康监测

作为桥梁管理系统的一部分,传感器网络能够为检测和评估桥梁状况提供数据支持.无线传感器网络(WSN)相对于传统传感器网络在传感、布线、安装成本和可扩展性方面具有发挥巨大优势的潜力.然而.无线传感器网络在电源、数据带宽和稳定性方面存在缺陷.在费里比公路大桥(3跨钢筋混凝土桥)上安装的无线传感器网络由7个节点和1个网关组成,...     

无线传感器网络的多项式密钥预分配协议设计探讨

无线传感器网络中,网络安全通信已逐步得到网络构架人员和研究人员的重视,密钥分配协议对于无线传感器网络的安全传输起着基础性作用.由于传感器网络大规模、节点资源非常受限、分布式等特点,传统的基于公钥和可信任的密钥分配中心等方式已不再实用,当前主要的传感器密钥分配协议都可认为属于预分配密钥管理协议.文中主要论述了目前比较典型的几类密钥预分配协议,并在该类协议基础上提出更高性能的多项式密钥预分配协议.     

基于无线传感器网络的桥梁安全监测系统研究

根据桥梁安全参数的监测要求,提出了基于无线传感器网络技术的桥梁安全监测系统的实现方案;阐述了系统的总体结构及工作原理,并对节点的设置、分簇和拥塞控制等关键技术进行了讨论.     

基于OMNeT++的Leach协议的仿真研究

文章对无线传感器网络路由协议进行分析探讨和仿真。在研究典型的层次化路由协议Leach算法的基础上，将其与多帧通信相结合，并对传感器网络的各种参数进行分析。在OMNeT＋＋平台上对Leach协议下无线传感器网络诸参数如能量、帧数、Sink节点位置等进行了仿真，并对仿真结果进行比较分析，得出一轮多帧策略的有效性。     

无线传感器网络桥梁健康监测系统时钟同步设计

基于无线传感器网络构建了桥梁健康监测网络系统,为了实时检测和获取桥梁状态信息,研究了无线传感器网络桥梁健康监测系统中传感器节点间数据传输的时间同步问题.同时通过时钟同步算法仿真,验证了自适应式时间同步算法在无线传感器桥梁健康监测系统中的有效性与可靠性.仿真结果表明,非对称式自适应时钟同步算法能够较好地实现时钟同步并对桥梁的健康状况进行实时监测.     

基于无线传感器网络的交通流量采集系统

提出了一种基于无线传感器网络（WSN）的车流量监控系统。系统采用无线数据采集的方法和地磁传感器进行车辆检测的方法,通过无线传感器网络的多跳传输机制传输车辆感应数据,并通过地磁传感器采集车辆感应数据。系统通过后台统一管理,用户可实时获取道路车流量信息,相比传统的基于有线数据采集和地磁感应线圈检测器的监控系统,基于WSN的车流量监控系统在施工与维护上具有很大优势,可实现交通车流量状况的实时监控。     

基于无线传感器网络的公路边坡监测技术研究

公路边坡失稳会给交通运输和生产生活带来巨大的安全隐患,对公路边坡实时状态进行监测愈发迫切和必要,这对提升公路运输安全和保持运输通道畅通具有重大意义.针对104国道马头山段公路边坡的动态形变,提出了基于无线传感器网络的实时监测方案,进行了无线传感器网络采集节点的硬件实现和软件设计,通过GPRS网络技术实现了公路边坡的远程监测.现场测试表明该方案监测效果良好,并具有实时性、智能化、低成本等优点,可推广应用于大坝、水库等工程设施的实时监测.      

无线传感执行网络中协作机制的研究

无线传感执行网络是在无线传感器网络基础上，引入若干执行器节点衍生出来的一种新型网络模型；其关键技术就是无线传感执行网络中的协作机制以及适用于无线传感执行网络的标准协议栈。针对其协作机制研究了适用于传感器与执行器间有效协调的事件驱动的分簇方法，以及适用于执行器与执行器间有效协调的基于合同网的决策方法。     

无线移动Ad Hoc网络中的入侵检测技术

由于网络特性和传播介质的不同,传统有线网络的入侵检测系统（IDS）并不能很好的应用于无线移动Ad Hoc网络.无线移动Ad Hoc网络中IDS技术面临着诸多挑战.文章通过分析无线移动Ad Hoc网络的安全特点,在已有的分布式无线的IDS模型基础上,提出了一种基于异常检测方法的混合型入侵检测系统.     

面向智能交通的无线传感网络分簇算法

无线传感网络是智能交通系统的关键组成部分.合理的分簇技术有利用于提高无线传感网络能量利用率.研究了基于孤点感知能效的无线传感网络分簇算法(INEEC),该算法将时间划分等间隔的轮,每一轮进行簇头选择,平衡簇头的能耗.在簇头选择阶段,每个节点先选择一个随机数,依据各节点的能量以及该区域的局部能量信息估计门限值.若随机数小于门限值,就成为簇头.每个簇头节点广播请求加入消息,其他节点接收消息后,加入最近的簇.若没有收到任何请求加入消息,节点就为孤点.仿真结果表明,相比于HEED和LEACH算法,该算法孤点数最少,传输时延最低,簇头分布更加均匀使总体能耗降低,网络寿命比HEED算法提高近23.5%,较好解决了同类算法在应用中能量效率较低、能耗较高、网络生命周期较短的关键问题.      

远程实时监测新技术在既有隧道变形监控中的应用

远程实时监测新技术在每个监测断面布置可自带无线模块的激光位移传感器,传感器自带无线发射模块,在一定的区域范围内自行组建成一个无线测量网络。由测试主机协调测量系统中各传感器进行测量,并将数据保存在测试主机的同时将数据通过移动网络发送到远程服务器,全球任何有网络的地方即可访问这些测量数据,实现远程无线实时的监控量测。新技术系统这些优良特性使得其在既有隧道的变形监测中具有了不可替代的优势。     

基于多传感器融合的排队长度检测系统设计

提出了一种基于多传感器信息融合的交通路口排队长度检测方法,该系统以无线地磁车辆检测器作为数据检测来源,基于无线传感器网络,构建了一种互联感知的分布式检测系统.系统以多检测节点协同工作的模式,由点到面,实现排队长度等深度路交通流信息获取,为交通信号控制系统提供准确的路网交通流数据.系统基于交通流特性建立数学模型,采用无线地磁车辆检测器及多传感器融合算法实现交通路口各方向排队长度检测.可实现红灯期间实时排队长度检测及绿灯放行期间队首位置判别及实时排队长度检测.通过绿信比优化,均衡各相位绿灯时间的分配,对提高道路通行能力有重要意义.     

基于工业以太网的隧道施工通风环境参数自动监控系统研究

为提高隧道施工通风系统自动化、信息化水平,提出了一种基于工业以太网络的隧道施工通风监控系统结构框架。系统由上位工控机、下位1200系列PLC及相关模块和传感器组成。工控机中采用Win CC软件编写监控程序,实现隧道施工环境与工作参数的实时监测;采用神经网络算法对现场数据进行学习,得到变频器输出频率的控制规律;1200PLC通过485电缆读取传感器数据;1200PLC和工控机之间通过以太网网线、光纤和无线局域网构成工业以太网络,实现系统环境参数和工作参数的共享。系统在天目山隧道施工通风项目部进行了调试与测试,结果表明:1)1200PLC可以采用485电缆和Modbus协议在掌子面施工环境下顺利读取多个传感器的数据;2)可以采用无线WIFI技术实现衬砌台车两端信息的稳定、可靠传输;3)可以采用神经网络模型实现施工隧道环境参数与风机频率之间的非线性映射。     

无线传感器网络在交通信息采集中的应用

针对交通信息多变性、分散性等特点,提出把无线传感器网络应用于交通信息采集系统的设计方案。介绍系统的体系结构,设计无线传感器网络节点、通信协议及软件流程,并对系统进行试验测试。结果表明,该系统稳定性强,准确性更高,可满足交通信息实时采集、处理和远程监控的需求。     

机场场面多传感器多轴向感知信号的融合方法

为实现对机场场面航空器/车辆的识别,提出基于D-S证据理论的多轴向传感器二级融合方法,对多个磁阻传感器获取的非协作目标感知特征进行融合.通过最大隶属度原则确定单轴向基本概率分配函数,采用基于证据间相似系数的一级融合方法确定单传感器的3个轴向合成概率分配函数;考虑到传感器网络中的各传感器的感知磁信号的差异性,通过地磁信号能量值的方法分配各证据权重,利用加权综合法进行二级融合.实验结果显示,不考虑3轴向之间相关性及证据间信号能量权重的融合方法的总体识别率仅为63.1%;仅考虑3轴向之间相关性的融合方法的总体识别率为65.6%;仅考虑证据间信号能量权重的融合方法的总体识别率为69.6%;而基于证据间相似系数和信号能量值权重二级数据融合方法的总体识别率高达81.1%.      

基于无线物联网的桥梁应力监测系统设计

本文主要探讨采用无线传感器网络监测桥梁应力变化的系统设计,主要包括应力传感器数据采集、嵌入式系统数据处理、远程数据无线传输的关键技术实现,无线数据采集与传输模型的构建与实验,对桥梁日常实时监测提供了一种灵活、低成本的有效解决方案。     

公路基础设施状态监测无线组网时基同步批量校准方法研究

时间同步是无线传感网络的一项重要支撑技术,在大多数无线传感网络时间同步算法中,以一个校准好的传感器节点的时钟为基准,未校准的传感器节点的时钟与该校准好的传感器节点的时钟进行同步,这很容易受到意外事件的干扰。本文主要研究一种批量校准传感器网络(BC-TPSN)算法的时间同步协议。该算法基于TPSN算法,主要针对TPSN的时频偏移进行校正。在层间同步阶段,使用双向消息交换的同步机制实现层间的同步。在层内同步阶段,采用改进的双向消息交换同步机制完成层次结构内部节点的同步。本文将基于无线传感网络节点的时基同步批量标定方法应用于公路基础设施状态监测。可以同时标定和统一节点的时基,提高精确同步组网的性能。     

盾构隧道结构性态无线感知方法

为了实现盾构隧道结构性态多参量感知,构建盾构隧道运营期无线传感网络系统,考虑盾构隧道运营环境振动及粉尘、电磁干扰等特点,针对盾构隧道结构病害种类及特征,采用微机电系统研发适用于盾构隧道的无线倾角传感器、渗漏水传感器和接缝传感器。针对盾构隧道超长线性特征,采用二层网络拓扑技术,基于ZigBee协议和3G协议构建无线传感网络系统,实现对盾构隧道结构性态的多参量实时无线监测,并通过现场应用验证了系统的可靠性。结果表明:在隧道邻近基坑开挖过程中,无线传感系统可实时反映隧道结构性态变化规律。在基坑开挖不同阶段,结构变形速率与渗漏水状态实时发生相应变化;多种感知参量间数据相互支撑,盾构隧道横向收敛、纵向相对沉降与渗漏水发展规律一致;多种传感参量综合分析可更好地掌握隧道结构状态,如通过接缝传感器和倾角传感器数据综合分析,可知隧道结构发生向基坑侧旋转。因此,综合多种结构状态量监测可更加完整有效地反映盾构隧道在运营中的结构状态,从而为结构安全预警及合理养护提供技术依据。