面向工程结构的无线分布式监测系统

随着大跨度结构和超高层建筑的不断发展，大型土木工程结构健康监测（SHM)的研究与应用越来越受到学术界和工程界的重视。本书针对大型工程结构健康监测，根据无线分布式数据获取、分区、分层处理的设计思想，研究无线分布式结构健康监测系统的体系架构及其监测策略；在设计了基于GPS授时同步和无线传感网络簇内双级同步的分布式结构监测系统实验原型基础上，围绕无线分布式结构健康监测在工程实际应用中要解决的几个关键问题展开了研究。主要研究了无线分布式结构健康监测网络的同步采集方法、能量均衡方法、传感器优化布置方法、结构模态参数识别方法及其结构局部损伤识别方法。重点介绍了以预同步方法、双进程同步控制模型和时间信息平滑补偿算法为特点的逐级同步机制；分析了“驱逐”退避的轮巡值守调度机制和子网能量均衡路由算法；以无线传感器自组网络划分局部监测区域，利用邻域传感器的数据融合，提出一种基于EMD和NARX神经网络的局部损伤识别方法，通过观测子结构响应的统计分析提取结构状态的特征参数，识别结构状态退化或损伤，并通过室内试验验证了方法的可行性和有效性。