基于wsn的动态受力测量技术的研究与系统设计

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1、中图分类号：TP311论文编号：102871616-S007学科分类号：081200硕士学位论文基于WSN的动态受力测量技术的研究与系统设计研究生姓名赵金辉学科、专业计算机科学与技术研究方向嵌入式系统指导教师庄毅教授南京航空航天大学研究生院计算机科学与技术学院二О一六年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofComputerScienceandTechnologyResearchandsystemdesignofdynamicforcemeasure

2、menttechnologybasedonWSNAThesisinComputerScienceandTechnologybyJinhuiZhaoAdvisedbyProf.YiZhuangSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2016承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以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，也不包含为获得南京航空航天

3、大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要随着航空航天工业技术的发展，降落伞之类的大变形柔性体的应用越来越多，但是针对其工作状态的受力情况的测量和分析一直是一个技术难题。大变形柔性体的形变过程是一个短时间内高速变化的动态过程。在这一过程中，柔性体受力后形状急剧变化。其受力情况下的形状等性能与静态情况下有很大差异。而现有测量方法或不能满足

4、其大变形的特性，或只能进行定性分析。无线传感器网络是一种分布式传感网络，它的末梢是可以感知外部世界的传感器。采用WSN作为信号的传输载体，可以有效的降低有线情况下传感器布置对测量物造成的影响。因此，很有必要开展基于WSN的动态受力测量技术的研究。论文工作对以降落伞为代表的大变形柔性体的测量技术进行了深入研究。首先，对大变形柔性体的受力过程、受力场景和受力特点进行了分析，设计了基于WSN的动态受力测量系统的框架结构，剖析了系统的运行机制，研究了数据采集、数据存储等关键技术。第二，提出了一种基于WSN的动态受力信息感知传感器组件模型；采用改进Ω传感器和无线传

5、感器网络技术，设计并实现了面向大变形柔性体的动态受力测量传感器组件。第三，基于CC2530和SPIFlash技术，设计了受力信息高速采集与信号捕获机制。第四，对测量中的多种影响因素进行了深入分析，研究了对误差源进行数据补偿处理的方法；提出了针对三种影响测量精度关键因素的数据补偿方法，该方法可有效的对测量过程中的误差进行补偿。最后，设计并部分实现了基于WSN的动态受力测量系统，并进行了初步的应用研究。论文工作对典型大变形柔性体进行了多次的实验和分析，实际现场测试实验结果表明，研制的基于WSN的动态受力测量系统可以有效的对大变形柔性体动态受力过程进行测量，与

6、现有相关测量系统相比，论文研究成果具有更高的精度和抗干扰能力。关键词：无线传感器网络，动态受力测量，大变形柔性体，传感器，数据补偿i基于WSN的动态受力测量技术的研究与系统设计ABSTRACTWiththedevelopmentofaerospacetechnology,largedeformationflexiblebodiessuchasparachutesaremorewidelyused.However,themeasurementandanalysisofthestresswhentheequipmentisworkingarealwaysat

7、echnicalproblem.Deformationoflargedeformationflexiblebodiesisadynamicprocessatahighspeed.Inthisprocess,theshapeoftheflexiblebodyischangeddramatically,duringwhichfactorssuchastheshapeandmaterialstrengtharedifferentfromthoseinthestaticcondition.Theexistingmeasurementmethodscannotme

8、etthelargedeformationcharacteristicsandw