智能桥梁结构健康监测系统设计

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1、分类号TN919学位代码308密级学校代码10298学号3120157南京林业大学研究生硕士学位论文论文题目：智能桥梁结构健康监测系统设计作者：张坤专业：仪器科学与技术研究方向：智能测控指导老师：徐慧副教授二○一五年五月1学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果

2、由本人承担。学位论文作者（本人签名）：年6月A曰学位论文出版授权书本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》（以下简称“章程”，见ww.cnki.net)，愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入CNKI《中国知识资源总库》，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益。论文密级：M公开□保密（_

3、^_月至_年.月）（保密的#佐讼式在斛密后裘違守此你试)作者签名：认T导师签名：2'fi’年t月丨V曰hfr年乂月P曰致谢值此论文完成之际，谨向在这三年里给予我指导、关心和帮助的老师、领导、同学和亲人们致以衷心的感谢！首先衷心感谢我的导师徐慧老师！在三年的学习和研究工作中，她给予了我悉心的指导和无私的帮助。徐老师在百忙中经常关心我的研究进展，给了我很多的建议和指导。她严谨的治学作风和高深的学术造诣给了我极大的影响，徐老师对我的指导和培养将使我终生受益。其次感谢南京智行科技有限公司为给我提供了实习锻炼的机会，并在实习过程中给予我很多

4、学习锻炼的机会。还要感谢师兄孟强，师弟梁鑫，稽铭星，是他们在课题研究过程中给予我很大的帮助！感谢所有关心我、帮助我的同学和朋友！感谢我的家人对我的关心、理解、支持和鼓励，没有他们的支持也不会有我三年的研究生生活。最后对百忙之中评审我论文的老师们表示深深的感谢，感谢老师的批评指正！作者:张坤2015年6月2摘要交通运输是一个国家的经济命脉，而交通基础设施中的一些枢纽结构则是关系着整个交通运输行业健康发展的关键组成部分，对这些要道建筑结构的建设和维护对于一个国家基础设施建设来说是一个十分重要组成部分，这同时也反映了一个国家的经济发展与

5、科技力量。对桥梁进行监测不仅可以及早发现桥梁的病害情况，而且能为维修和养护管理决策提供可靠的依据和指导。本文设计了一种基于6LoWPAN无线传感网络的智能桥梁结构健康监测系统。本系统将3G无线传输技术和6LoWPAN技术相结合，构建了一个无线传感网络桥梁结构状态监测平台，建立了数据采集节点、中心节点(网关)和远程服务器这三者组成的多层次的网络架构。系统通过安装在桥梁各个部位的各类传感器来采集相关数据参数，应用6LoWPAN模块将数据汇聚至中心节点(网关)处，再由中心节点(网关)通过3G模块将数据传送至后方服务器。为了满足系统长期部

6、署在野外的特殊需求，本文还为此设计了太阳能和锂电池双供电的电源系统。为了确保访问质量以及能让用户很方便地远程登录Web站点来查询桥梁结构的相关数据，本文的系统主站的软件设计为B/S结构。在本文中，基于智能桥梁结构健康监测系统，设计了系统的硬件电路，包括CC2530芯片外围电路，中心节点(网关)主控芯片S3C2440A外围电路、EM770W驱动电路和电源电路。系统软件方面主要包括：无线传感节点中各个传感模块的驱动电路、节点之间的数据收发程序和中心节点(网关)的数据收发程序，为6LoWPAN设计了一个适配层用以保证WSN和IPv6之间

7、通讯协议的转换，实现无线传感网络和互联网的无缝连接。完成了contiki操作系统在CC2530上的移植。最终对整个系统进行了各个模块的测试和联机整调，测试表明系统能够准确采集各个参数并传输至后方服务器上，且运行状态良好，能够满足设计要求。关键词：contiki；6LoWPAN；3G通讯；桥梁结构健康监测3IntelligentbridgestructuralhealthmonitoringsystemdesignAbstractTransportationisaneconomiclifelineofcountry.Someofth

8、ehubstructureintransportationinfrastructurerelatetothekeypartofthedevelopmentofthewholetransportsector.Constructingandmainta