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　　【摘要】： ZigBee技術是最近幾年發展起來的低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本、易應用的近距離雙向無線通信技術,可應用于工業控制、醫療監護、交通監管、智能家居等場合。 無線傳感器網絡就是由部署在監測區內的大量微型傳感器節點通過無線電通信形成的一個多跳的自組織網絡系統,其目的是協作感知、采集和處理網絡覆蓋區域里被監測對象的信息,并發送給觀察者。 本文主要介紹基于ZigBee技術的無線傳感器網絡技術應用于橋梁檢測系統。該系統是在列車按正常速度通過橋梁時,在不會使行車和設備增加任何限制條件的情況下,對橋梁的動載性能進行監測的便攜式儀器。設計內容包括三個數據采集站——速度測量裝置、豎向撓度測量裝置和橫向位移、橫向位移加速度采集裝置的硬件設計、軟件設計以及ZigBee無線傳輸方案設計。通過對幾種無線傳輸技術的比較,得出利用ZigBee技術實現無線傳輸是最合理、經濟的通信方案,最終采用ZigBee技術實現低成本、低功耗的無線數據通信。 通過進行ZigBee無線組網的測試以及檢測系統的現場試驗,并對試驗數據進行分析,結果表明:該系統完全滿足設計要求,可以準確地對列車運行速度、跨中豎向撓度、橫向振動加速度進行測量,測量所得數據通過ZigBee無線通訊技術傳輸到中心采集站或筆記本電腦,進行時域分析和頻域分析,最終給出橋梁結構變化的判定和橫向剛度指標的判定,從而有效地保證了橋梁監測的實時性和準確性。 【關鍵詞】：ZigBee 無線傳感器網絡技術 檢測系統
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TP274
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2009.211138
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 無線傳感器網絡的發展10-11
• 1.2 無線傳感器網絡的特點、應用現狀及前景11-13
• 1.2.1 無線傳感器網絡的特點11-12
• 1.2.2 無線傳感器網絡的應用現狀及前景12-13
• 1.3 zigBee技術的發展13-14
• 1.4 ZigBee技術的特點和應用14-15
• 1.4.1 ZigBee技術的主要特性14-15
• 1.4.2 ZigBee技術的應用15
• 1.5 課題來源、研究內容及目的15-17
• 第二章 無線傳感器網絡技術17-25
• 2.1 無線傳感器網絡的介紹17-23
• 2.1.1 無線傳感器網絡的概念17
• 2.1.2 無線傳感器網絡的系統架構17-19
• 2.1.3 傳感器節點的結構19-20
• 2.1.4 無線傳感器網絡的體系結構20-22
• 2.1.5 無線傳感器網絡的關鍵技術22-23
• 2.2 基于ZigBee的無線傳感器網絡23-25
• 2.2.1 無線傳感器的構建23
• 2.2.2 無線傳感器網絡的構建23-24
• 2.2.3 關鍵技術難點24-25
• 第三章 ZigBee技術25-30
• 3.1 ZigBee概述25-28
• 3.1.1 ZigBee技術和IEEE802.15.4標準25
• 3.1.2 ZigBee網絡中的設備25-26
• 3.1.3 ZigBee的網絡拓撲26-27
• 3.1.4 ZigBee的協議架構27-28
• 3.2 幾種無線傳輸技術及其比較28-30
• 第四章 基于ZigBee無線組網的橋梁檢測系統30-50
• 4.1 系統的組成32
• 4.2 工作原理32-34
• 4.2.1 工作原理32-33
• 4.2.2 關鍵技術33-34
• 4.3 工作流程34
• 4.4 系統總體設計34-37
• 4.4.1 列車速度測量裝置的設計34-35
• 4.4.2 撓度測量裝置的設計35-36
• 4.4.3 振動測量裝置的設計36-37
• 4.4.4 電能問題37
• 4.5 計算分析軟件結構的設計37-40
• 4.5.1 軟件系統的編制38
• 4.5.2 計算分析軟件主要構成38-40
• 4.6 硬件設計40-44
• 4.6.1 處理器的選擇41-42
• 4.6.2 換能器的選擇42-43
• 4.6.3 無線通信芯片的選擇43-44
• 4.7 軟件設計44-50
• 第五章 試驗與試驗數據分析50-61
• 5.1 無線組網通信試驗50
• 5.2 豎向撓度測試裝置試驗50-52
• 5.3 現場試驗數據及處理52-59
• 5.4 現場實驗結果分析59-61
• 結論與展望61-62
• 參考文獻62-65
• 就讀碩士學位期間的研究成果65-66
• 致謝66