桥梁的建设和维护是国家基础设施建设的重要组成部分：一种监测桥梁健康状况的技术可以有效地保证桥梁的安全运行以及人员和人员的安全。性。过监视和分析桥梁结构的状况，桥梁状况监视系统为遭受特定气候和复杂交通状况的桥梁提供预警信号。梁结构条件，为桥梁的管理，维护和保养提供科学依据。前，国内外大多数桥梁监控系统都是有线网络系统，这些网络系统会带来诸如网络安装和布线成本高昂，设备和网络结构的移动灵活性低，打结智能低。此，本文提出并设计了一种Zigbee无线传感器桥健康状态监测网络系统。传统的桥梁监控系统相比，该系统具有成本低，可靠性高，安装方便，维护和更新成本低的优点。合桥梁状态监测技术的发展现状和无线传感器网络技术的应用，提出了传感器网络的结构，覆盖模型和关键技术。线技术，并将Zigbee技术应用于无线传感器网络以监控网桥的状况。析了基于Zigbee 2006标准的Z-Stack协议栈。计了适合于桥梁状况监测的网络拓扑结构，系统监测指标基于基于Zigbee桥梁健康监测系统的总体方案。梁的建设和维护是国家基础设施的重要组成部分，在国家建设和人民生活中发挥着重要作用。梁结构的安全性和耐用性受到了人们的高度赞赏。现代桥梁工程领域，健康监测，安全评估和桥梁寿命预测已变得越来越重要。梁工程和土木工程领域的新技术问题。行监视的传统方法是基于有线传感器数据的获取。是，这种监视方法有许多重要的缺点，主要是因为传感器必须通过电缆连接到中央数据采集单元。先，大量的敷设电缆不仅昂贵，而且花费大量时间。次，将测试线预埋在结构层中。不仅增加了承包商和技术设计师的工作量，而且增加了电缆损坏的大问题。此，不可避免地使用无线方法来监视结构状态。此，使用无线传感器网络（WSN）进行结构健康监测是结构健康的趋势。对传统桥梁结构检测数据采集方法存在的问题，提出了一种基于Zigbee桥梁结构完整性数据采集的无线数据采集功能。索的终端数据采集系统由检测节点和汇聚网关节点组成。感器节点获取诸如变形和挠度之类的信息，并将其发送到网关节点，恒温阀芯该网关节点汇总每个传感器节点发送的数据，然后通过GPRS连接到Internet并将其发送到远端进一步分析。得好桥监控系统中的无线传感器网络包括适当数量的传感器节点（传感器节点）和基站（接收器节点），通信协议为ZigBee，管理节点（计算机）主机）是监视系统的终端，并使用GPRS通信和基站。量的传感器节点部署在关键的测量点（例如桥面和立柱）中，例如桥梁结构的高应力区域，反复应力的区域和易受伤害的区域，通过自组织网络。感器节点的监控数据逐步传输到其他传感器节点，在传输过程中，监控数据可以由多个节点进行处理，经过几次跳转后最终路由到基站通过GPRS到达管理节点。桥维护人员通过管理节点配置和管理传感器网络，释放监视任务，并收集监视数据。ZigBee是2.4 GHz（世界范围），868 MHz（欧洲流行）和915 MHz（美国流行）的无线连接，传输速率分别为250 kbit / s，20 kbit / s和40 kbit / s。速率，其传输距离在10到75 m的范围内，但可以继续增加。此，节点之间以及节点与基站之间的通信是通过ZigBee进行的，而基站与上位计算机之间的通信是通过GPRS进行的。体结构如图1所示。感器节点是自己设计和制造的。感器节点由两个硬件模块组成：一个是操作和通信平台，另一个模块是传感器平台，这两个模块分别转换为卡并通过SPI接口。方法可以将采集部分和发送部分分开，并自由组合不同的通信平台和不同的传感器平台，有利于系统的将来升级和按需升级。线传感器网络的微节点恢复了通常的设计思想：它包括一个数据采集单元（传感器板），一个数据处理单元，一个数据传输单元（CCB）和能量管理单元4，如图2所示，数据获取单元负责监视区域内信息的收集和转换，所选择的传感器是数字传感器： MS5534和2D数字加速度计ADXL202。据处理单元形成无线传感器网络节点的计算核心。集环境参数信号需要很高的采样率和大量数据，这使得有可能为TI选择MSP430系列的TI MSP430F149芯片作为MCU，以及CY62512V，64K * 8芯片。
RAM位，AM29F032B等。据单元模块电路选择了与Chipcon在2003年底推出的2.4 GHz IEEE802.15.4无线通信模块兼容的CC2420芯片。于Chipcon的SmartRF 03技术， CC2420包括一个完全集成的压控振荡器，该振荡器仅需几个外部组件（例如天线）即可确保短距离通信的效率和可靠性，以及许多其他功能。ZigBee产品的射频设备。据传输单元模块支持250 Kbps的数据传输速率，可以实现快速的多点到多点联网，该系统体积小，价格便宜，功耗低并且适用于长期电池供电。能是传感器网络最有价值的资源，它决定了传感器网络的寿命。点用尽后，它宣布其生命已到期并离开网络。余节点重新联网。此，节点的电源管理非常重要。本设计中，使用ADG715BRU多路复用器芯片对在I2C总线控制下使用的传感器进行加固，不装载未使用的传感器，以节省电源并及时节省功率，而无需麻烦数据采集。感器节点上的软件基于TinyOS。TinyOS是用于创建可靠的无线网状网络的高效模块化集成软件平台，最初由加利福尼亚大学伯克利分校开发。在，它已成为许多无线传感器网络的标准。信协议使用ZigBee。Zigbee数据库是IEEE 802.15.4，但是802.15.4仅处理低级MAC物理层协议。此，Zigbee联盟正在扩展802.15.4标准，以使其网络层协议和API标准化。择ZigBee的原因是，有许多数据收集站点可用于网桥监视，但是数据传输的数量并不重要，数据传输的可靠性和安全性至关重要。节点上的软件负责完成网桥监控现场数据的收集，并通过无线通信模块无线传输收集的数据包。节点遵循睡眠模式，唤醒和正常操作。待机模式下，处理器停止运行，同时RAM，SPI端口和中断系统继续运行，并且无线模块处于低功率接收状态。线模块接收到Sink节点发出的命令后，微节点被唤醒，处理器确定该命令的节点号。果命令的对象是当前微节点，则微节点进入运行状态，否则微节点发送命令。
次入睡。定节点的软件流程在图3中示出。站，即公共移动通信基站，是无线电站的形式，并且指定发送站。线电接收机，它通过位于某个无线电覆盖区域内的移动通信交换中心与移动电话终端发送信息。动通信基站的建设是中国移动通信运营商投资的重要组成部分，这通常基于覆盖范围，通信质量，投资效率，困难建设和维护。
着数据和分组化意义上的移动通信网络服务的发展，移动通信基站趋向于发展宽带，宽带建设和IP。站用于从每个节点收集收集的数据，对其进行集中处理，然后通过GPRS将其传输到上级计算机。是通向WSN和外界的门户。站捕获每个节点的信息，并对节点进行适当的维护。
些内置的故障分析和内部部署分析程序与主机分开了。性能，适用性，兼容性和使用方面，应该综合考虑基站的选择，尤其要注意基站设备必须兼容或兼容的事实。移动交换中心兼容，以获得更好的通信结果。站子系统主要包括两种类型的设备：基站收发器（BTS）和基站控制器（BSC）。站当前采用开发卡 RF卡模式，RF卡是位于传感器节点中的操作和通信平台（CCB）卡。通过SPI接口连接到开发板。
术成熟后，为该应用程序开发一个特定的目标表。件配置如下：ARM9系列S3C2410开发板，M100A GPRS模块，IT和通信平台板。有传感器节点的ZigBee通信单元这部分使用传感器节点的通信和操作平台（CCB）通过USB接口和开发板将CCB数据连接到数据库（ DB）。用这种设计，而不是单独设计RF通信板，因为可以提高多功能性，并且基站端无需重写RF零件程序。能编写链接到USB接口的程序以允许读取数据。GPRS采用M100A模块。
M100A和开发板通过接口连接。样，大大简化了基站的硬件设计，并使用成熟的硬件验证了可行性。旦技术成熟，最好设计一个特定的基站目标图。站采用Linux操作系统，根据网桥监控系统的要求，需要相应的应用程序来完成系统功能。层应用程序包括系统状态设置单元，节点维护单元，数据接收单元，数据处理单元和数据发送单元。站的输出频率，频率合成器提供的频率为766.9125至791.8875 MHz的载波频率信号和168.1 MHz的调制信号分别在变频器中进行滤波。称地对称，并且获得具有935.0125至959.9875 MHz频率的射频信号。频信号经过滤波和放大后进入驱动器级，该驱动器级的输出功率约为2.4 W，然后施加到功率放大器模块。率控制电路使用负反馈技术自动调节预指令级或控制级的输出功率，以将控制级的输出功率保持在该值标称。句话说，使接收到的信号稳定后再发送，可以有效减少或防止无线传输中通信信号的丢失，保证用户的通信质量。率放大器模块的功能是将信号放大到10W，但这也取决于实际情况。果小区传输信号的半径较大，则也可以使用25W或40W功率放大器模块来改善信号传输半径。发板上的部分闪存用作FIFO模式下的数据存储池。CCB接收到的数据通过USB存储在Flash开发板的特定区域（存储池）中，当数据存储区域为50％时，触发中断信号，应用读取数据并将其传输到GPRS模块。GPRS模块传输到上位机，如图4和图5所示。实验室中使用网桥模型，恒温阀芯验证了无线传感器网络可以满足监控要求。构状态。有线方法相比，无线网络可以使用更少的电缆来拥有更多的点。长幅度不大，冗余性很好。键点发生故障后，可以用主机指令快速替换冗余节点。是，传统的有线方法可以增加同一位置的电缆数量。和有线方法只能将数据集中在更高的计算机上以进行处理，传感器节点之间的互操作性不好，无线节点可以协调以提高效率数据传输。个系统基本满足低成本，方便的要求。发板上有一个以太网端口，当数据量很大或不实际使用GPRS时，可用来代替上位机的数据传输任务。此，在基站硬件的未来开发中，可以考虑添加FastEthernet接口，以便该接口可以在可以访问网络的监视环境中使用。连线，可以提高数据吞吐量，同时降低成本和成本。加可靠性。
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