基于WSN的曲線橋梁橫向位移實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、橋梁在現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活中起著十分重要的作用，其中曲線橋更是以其對(duì)環(huán)境更好的適應(yīng)性，在社會(huì)生活中得到廣泛的應(yīng)用，然而在現(xiàn)實(shí)中曲線橋橋梁的橫向位移過大導(dǎo)致曲線橋被破壞的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。而國內(nèi)大多數(shù)對(duì)曲線橋橋梁的橫向位移的研究都是從理論上分析，很少對(duì)實(shí)際產(chǎn)生的橫向位移進(jìn)行監(jiān)測研究，為此設(shè)計(jì)了一個(gè)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測曲線橋橋梁橫向位移的無線監(jiān)測系統(tǒng)。
　　系統(tǒng)分為兩個(gè)部分:下位機(jī)ZigBee無線傳感網(wǎng)的橫向位移數(shù)據(jù)無線傳感部分，和上位機(jī)服務(wù)器的橫向

2、位移數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理、動(dòng)態(tài)顯示和遠(yuǎn)程瀏覽訪問部分。
　　在ZigBee無線數(shù)據(jù)傳感部分中，首先分析了TI公司的ZigBee協(xié)議棧Zstack，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了四種節(jié)點(diǎn):協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，路由節(jié)點(diǎn)，無線橫向位移傳感器終端節(jié)點(diǎn)以及巡查節(jié)點(diǎn)。在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)均采用了TI公司的無線片上系統(tǒng)芯片CC2530作為其主控芯片。其中協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)主要是負(fù)責(zé)無線橫向位移傳感網(wǎng)的搭建和組網(wǎng)，它讓分布在橋梁各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的終端節(jié)點(diǎn)組成可以相互進(jìn)行信息傳遞的網(wǎng)絡(luò)

3、。此外協(xié)調(diào)器還負(fù)責(zé)了系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的在線情況的識(shí)別和整個(gè)無線傳感網(wǎng)絡(luò)和上位機(jī)服務(wù)器的串口數(shù)據(jù)通信。路由節(jié)點(diǎn)，它能夠中繼和轉(zhuǎn)發(fā)傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，提高無線網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)能力，使ZigBee設(shè)備形成一個(gè)多跳的網(wǎng)絡(luò)。無線橫向位移傳感器節(jié)點(diǎn)，上面集成了橫向位移的傳感器、液晶顯示、輸入和報(bào)警設(shè)備。它可以按兩種不同的定時(shí)模式讀取位移傳感器的數(shù)據(jù)。在獲取到數(shù)據(jù)后傳感器節(jié)點(diǎn)將進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換等處理之后:一方面將監(jiān)測到的橫向位移輸出在液晶上面，如果監(jiān)測點(diǎn)的橫向位移超過了

4、設(shè)定的界限值，該節(jié)點(diǎn)將進(jìn)行相應(yīng)的報(bào)警，以提醒橋上的行人車輛注意;同時(shí)另一方面橫向位移終端節(jié)點(diǎn)將橫向位移數(shù)據(jù)通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)傳送到協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，并且將超限的橫向位移數(shù)據(jù)傳送到巡查節(jié)點(diǎn)。巡查節(jié)點(diǎn)是一個(gè)特殊的路由節(jié)點(diǎn)，它主要是接收節(jié)點(diǎn)故障或者位移超限時(shí)的警報(bào)信息，其在接收到報(bào)警信息后，可以提醒檢修人員及時(shí)趕到現(xiàn)場確認(rèn)報(bào)警節(jié)點(diǎn)狀況。
　　在上位機(jī)服務(wù)器部分中，利用微軟的Visual Studio2012集成開發(fā)環(huán)境，開發(fā)了基于.NET

5、Framework框架的Windows服務(wù)器和客戶端的應(yīng)用程序。首先，設(shè)計(jì)了ZigBee協(xié)調(diào)器和上位機(jī)服務(wù)器的串口通信程序，其負(fù)責(zé)接收來自下位機(jī)無線傳感網(wǎng)的數(shù)據(jù)。其次，設(shè)計(jì)了橫向位移數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示程序，程序中將串口接收到的數(shù)據(jù)寫入到Sql Server2008數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)有數(shù)據(jù)超過系統(tǒng)設(shè)定的危險(xiǎn)值時(shí)，便通過短信方式通知給系統(tǒng)的管理員，同時(shí)利用開源的ZedGraph控件對(duì)串口接收無誤的節(jié)點(diǎn)橫向位移數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的顯示出來。最后，利