桥梁应变无线测量系统主节点的设计与实现

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1、哈尔滨工业大学硕士学位论文桥梁应变无线测量系统主节点的设计与实现姓名：王力申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：徐玉滨20050601摘要桥梁检测足桥梁工程中保证桥梁健康的关键环节，因此桥梁检测技术作为该系统的一个基础性研究方向，历来是国内外学者关注的热点。其中桥梁应变是反映结构安全状态的主要参数，对评估桥梁健康状况和保证桥梁结构安全具有重要意义。传统的桥梁应变测量系统都是采用有线连接方式，测试周期长、效率低下、灵活性差、工作量大、导线分布乱而杂，后期的数据处理麻烦。随着现代无线数字通信技术的发展，很多问

2、题迎刃而解。本文所论述的桥梁应变测量系统就是采用了无线方式进行设计，充分运用单片机以及数据通信技术，使原有系统所存在的测试困难得到了很好的解决。本文以该测量系统为背景，论述了系统主节点，包括控制中心计算机软件以及主站软硬件的设计与实现，并重点分析设计了该系统的通信协议。本文首先综述了桥梁应变检测技术的重要意义，桥梁检测以及相关无线通信技术在国内外的研究和应用现状。然后针对该系统相关的应变检测和无线数据传输技术作了分析，并对无线测控系统的设计方法进行了研究。在此基础上，进行了系统的总体设计以及通信协议的详细分析，提出

3、了协议分层结构，参考HDLC设计了数据传输帧格式，并对不同的流量控制方式，包括简单轮询、基于时分多址的轮询等方式进行了效率分析与比较。最后对实验系统硬件以及软件的设计实现进行了论述，并作了实验分析。通过控制中心、主站以及数据采集节点的无线联调证明，本课题设计合理、采集精度高、数据传输稳定、终端操作人员操作方便，所完成的设计达到了课题要求。对进一步提高原有桥梁应变检测技术有很大的理论和实践意义。关键词应变传感器；数据采集；流量控制；无线通信；通信协议堕竺鎏!：些查兰三兰竺圭兰堡兰圣一AbstractBridgemea

4、surementiSthecriticalproceduretoinsurejhehealthofabridge，SOthelechniqueofbridgemeasurement，asafoundmentalresearchfieldofthesystem，isalwaysahottopicofresearchersinandoutofourcountry．Bridgestrainasoneofthemainparametersofstructuresecurity，isveryimportantfortheev

5、aluationofbridgehealthstatusandinsuranceofstructuresecurity．Traditionally，bridgestrainmeasurementsystemsarewired，withthedisadvantages1)flongmeasuringperiod，lowefficiency，badflexibility，largeworkload，complicatedwiresanddifficulttoprocessdataaftermeasurement．Wit

6、hthedevelopmentofmodernwirelesscommunicationtechnology，alotofproblemsaresolvedeasily。Thedesignofbridgestrainmeasurementsystemdiscussedinthisdissertationadoptswirelesscommunication，andappliedtechniquesofMCUanddatacommunication．A10tofmeasuremeatdimcuriesinthepre

7、vioussystemareeliminatedwell．Withthesystemasbackground．thisdissertationdiscussedthemainnode，includingthedesignandimplementationofthecontrolcentersoftware．themainstationhardwareandsoftware．Thedesignandanalysisofcommunicationprotocolsarepresentedindetail．Inthefi

8、rstpartofthisdissertation，theimportanceofbridgestrainmeasurementtechniqueiSsummarized，includingthereseorchworkandapplicationofbridgemeasurementandwirelesscommunicationtechniques．Th