基于物联网的桥梁安全监测系统研究与设计

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1、万方数据分类号：UDC：TP393004．7编号：江薛大擎工程硕士学位论文基于物联网的桥梁安全监测系统研究与设计1029921208022RESEARCHANDDESIGNoNBIUDGESAFETYMoNIToRINGSYSTEMBASEDoNIOT指导教师熊盅盟作撇菱运申请学位级别王握亟±专业名称让篁扭拄苤论文提交日期至Q兰量生垒且论文答辩日期至Q!§生鱼县学位授予单位和日期江菱盍堂2Q!§生受且评阅人万方数据学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研宄所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留

2、本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密口。学位论文作者签名：茅。乙W伍年g月∥日指导教师签名：够考嗍扩I肆易月目日万方数据独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，

3、是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。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标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：钐立童●1刀比年c；月卵万方数据江苏大学硕士学位论文摘要桥梁作为国家重要的基础设施，其承载着巨大的交通运输压力，桥梁的安全运营离不开可靠的安全监测。目前我国的桥梁监测还是以人工监测为主，已有的一些监测

4、系统也大多为有线网络系统，其安装布线困难，节点智能化程度低，系统容灾性差，线路损坏易导致整个监测系统失效。将物联网技术应用于桥梁安全监测中，能够实现监测任务的智能化，保证数据的实时性。为此，本文设计了一种基于物联网的桥梁安全监测系统，与传统的桥梁监测系统相比，该系统具有远程智能监测、及时分析预警、低能耗、可靠性高、安装方便等优势。本论文针对感知层的网络连通性和系统的冗余监测进行了研究，并给出了桥梁监测系统的整体框架以及软件设计方案，本文的主要工作如下：1．研究设计桥梁监测中的ZigBee网络连通性增强算法。监测系统的感知

5、层通过ZigBee技术进行网络通信，针对ZigBee技术地址分配机制带来的连通性低的缺陷，研究设计了一种连通性增强算法，主要通过链路变化来实现拓扑重构，其中包含降低深度算法、节点转移算法、节点置换算法，通过仿真试验验证了该算法的有效性。2．设计桥梁安全监测的自调度策略。结合桥梁监测自身的特点和监测指标，针对采集的数据量大、能耗高等问题，设计了一套适用于桥梁安全的自调度监测机制。首先对桥梁的监测项和安全状态进行分级，并以实时监测的桥梁安全状态为依据，在必要的时刻启动相应的监测项，减少冗余监测，降低能耗。整个自调度策略包含监

6、测模式调节、触发项调节和过载调节三部分内容3．设计基于物联网的桥梁安全监测系统方案。根据桥梁结构特点，给出桥梁监测指标、传感器部署位置以及节点设备，设计出面向物联网的桥梁安全监测系统整体架构，然后给出系统功能，并对整个系统的软件框架进行了描述。为验证本文所设计的桥梁安全监测系统的有效性与可靠性，在某桥上进行了初步试验，结果表明本系统实现了数据的实时采集和桥梁安全状态展示，并能够及时预警。本文将物联网技术运用到桥梁安全监测中，提出了一种智能高效的桥梁安全监测方案，针对提高网络连通性、减少冗余监测、降低能耗等目标进行了研究，

7、并给出了整个系统的设计方案和系统初步运行结果，实现了桥梁的安全监测和预警，对结构物安全监测网络化、智能化有一定借鉴意义。关键词：物联网，桥梁监测，ZigBee，自调度策略，连通性万方数据基于物联网的桥梁安全监测系统研究与设计ABSTRACTAsonecountryVsimportantinfrastructureconstruction，bridgeiscarriedfacingenormouspressureoftransportation．SafeoperationofbridgeCan’tdowithoutther

8、eliablesafetymonitoring．Atpresent，thebridgemonitoringinourcountryismainlycarriedonthroughanartificialway．Somemonitoringsystemsthathaveappearedaremostlyinthefor