应用于桥梁结构健康监测中的无线传感器网络关键技术研究

将无线传感器网络理论（WSN）应用于桥梁结构健康监测（SHM）领域，提出传感器节点定位与优化、时钟同步、大范围多跳路由和可靠数据传输协议关键技术设计和实现方法，解决传统桥梁结构健康监测系统成本高、监测过程复杂等问题。将SHM和WSN结合优化，采用遗传算法解决此多目标优化问题；通过周期性广播同步消息实现时钟同步协议的鲁棒性和动态拓扑更新并利用补偿算法实现时钟同步精确度；通过链路状态估计和基于成本的分布式路由信息实现大范围多跳路由；利用端到端的SNACK策略实现丢失恢复和冲突预测算法实现节点动态速率控制，在数据链路层通过嗅探方式直接获取相邻节点时间参数，大大降低协议开销。算法和协议整合后在基于TinyOS的节点上运行，并在实际大跨度桥梁中进行测试和应用；根据实际测试结果进行协议的优化和完善，解决技术和具体应用结合的理论问题。项目研究成果可以推广应用到大坝、建筑物等其它基础设施结构健康监测领域。