基于无线网络的海洋平台结构振动检测系统设计

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2、．八〇学位论文巧辩日期：霉指导教师签宇：答辩委贝会成Ｗ签字：朱、餐ｒ、嗦寺４独创声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得（注；如没有其他需要特别一声明的，本栏可空）或其他教育机构的学化或证书化用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。＇签字学位论文作者签名：ミシ）日期：么年Ｊ：月０日＾＾学位论文版枚使用授枚书本学位论文作者完全了解学校有关保留

3、、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和滋盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权学校可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。（保密的学位论文在解密后适用本授枚书）￣｜？学位论文作者签名：导师签字；；夫）玉賓Ｉ丫签字曰期知＞嗦年ｒ月＾日签字曰期：＞／ｊ：年少月麥日基于无线巧络的海洋平台结构振动检測系统设计基于无线网络的海洋平台结构振动检測系统

4、设计摘要海洋平台结构长期受到环境荷载、偶然灾害、腐蚀Ｗ及其他因素的影巧，承載能力逐渐蜂低，暴露出安全隐患，。将结构健康监测技术应用于海洋平台结构可Ｗ在一定程度上诊断出结构的损伤情况。完整的结构健康监测系统包括传感栓测、数据采集与预处理及传输、损伤诊断与模型修正及安全评估、数据管理等部、分。本文重点关注前期的传感检测数据采集等环节，并将无线网络技术引入其中，设计了应用于海洋平台结构的振动检测系统。从海洋平台的低额振动特性出发，本文确定了振动检测系统的主要測量对，象，并对传感器进行了选型。分析和对比了当前比较成熟的短距离无线传输技术－通过带宽需求计算

5、，确定了ＺｉｅｅｉＦｉ技术相结合的方案ｇＢ技术和Ｗ，并设计了详细的使用方法。为了保证传感器采集数据的真实可靠性，本文对传感器的安装。，固定进行了讨论，确定了磁吸附法的固定方式采集节点采用裡电池供电对于功耗的分析计算必不可少，本文从多个角度分析和设计了采集节点低功耗的运行方案，本文提出了利用３轴加速度数据。为了满足后期结构模态参数识别的需要提取加速度巧感器姿态的方法、。本文还从电参数监测、湿湿度监测无线加密等方面讨论了如何保证系统运行的可靠性。，从应用需求和目前掌握的技术出发．本文提出了系统设计指标并设计了振动检测系统的整体框架。振动检测系统的设计主要包

6、括采集节点的硬件设计、采集节点的软件设计Ｗ及监控主机的欤件设计。硬件电路ＷＦＰＧＡ最小系统为核如，搭配加速度信号采集电路、低功耗电源管理电路、无线模块、Ｕ犯接口电路、ＳＤ卡接口电路、ＧＰＳ接收机化及数字式温湿度传感器，Ｗ实现数据采集、数据存储、电源宵理ＧＰＳ、、ＵＳＢ通信等基本功、授时、温湿度采集电量监测能。在ＦＰＧＡ内部，基于ＡＶＡＬＯＮ总线架构，设计了ＷＮｉｏｓＩＩ处理器为核也你数字逻辑部分。采集节点的软件部分ＷＮｉｏｓＩＩ处理器为运行平台，按照层次划分为驱动层、基础层和应用层。其中，本文重点介绍了ＳＤ存储的实现方法、无线数据上传的实现方法、

7、ＧＰＳ授时的实现方法Ｗ及ＺｉｇＢｅｅ无线通信应用层协议的制定。另外，本文还简单介绍了监控主机的擎件架构和功能。本文在最后对振动检測系统的设计研究进行了总结，并提山了改进方案，Ｗ？适应海洋平台结构振动检測的工程应用甫要。检測：无线网巧ＦＰＧＡ关键词：海洋平台结构；振动；巧于巧线叫巧的海巧平ｂ结构巧巧检ｗ系统设计ＤｅｓｉｎｏｆＯｆｆｓｈｏｒｅＰｌａｔｆｏｒｍＳｔｒｕｃｔｕｒｅＶｉｂｒａｔｉｏｎＤｅｔｅｃｔｉｏ