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钢筋混凝土在各种环境中都会受到不同程度的腐蚀,尤其是在富含有害离子的海水中,存在大量氯盐和硫酸盐,会分别跟钢筋和混凝土发生化学反应,造成钢筋腐蚀和混凝土胀裂。所以,对钢筋混凝土的腐蚀的检测在土木工程中有重要意义,可以为混凝土腐蚀的检测和防护提供参考。青岛跨海大桥于建设初期,在受到海水侵蚀的混凝土桥墩中预埋了大量传感器,可以测量其内部电化学参数。但是,传感器在桥墩上的位置及预埋的数量,给传统的现场测量带来很大困难,故对于青岛跨海大桥的这种复杂应用场景来说,需要利用其预埋的传感器实现简单有效的自动化测量,并通过无线的方式将采集到的数据传输到网络。在研究和对比了多种腐蚀电化学测量方法后,本课题采用交流阻抗法来测量和分析混凝土的内部特性,交流阻抗法是用小幅度正弦交流信号扰动电极,进行电化学测试的方法,根据测得的交流阻抗数据,来分析其电化学特性。为了能够简便且准确地测量混凝土的交流阻抗,本课题采用高精度的阻抗转换器系统解决方案AD5933,AD5933内部的DDS产生信号激励外部复阻抗,ADC采集响应信号,然后由片上DSP做DFT运算得到每个频率点上的复阻抗值。数据的上传则通过无线传感器网络,网络由网关、边缘路由器、协调器和节点组成。无线传感器网络的末端节点采集传感器数据,以无线方式进行通信,将数据上传到网关,由网关发布到互联网。综合考虑嵌入式硬件条件、网络协议和系统环境后,本课题以Contiki操作系统和CC2538控制器为基础,围绕低功耗和IP网络互联两大需求,将混凝土参数测量和无线传感器网络相结合,设计并实现了一个适用于青岛跨海大桥的混凝土检测系统。边缘路由其协调器和节点运行Contiki系统,无线传输采用IEEE 802.15.4协议标准,通过6LoWPAN实现IIEEE802.15.4和IPv6之间的适配,以uIPv6协议栈为基础,作适当的裁剪和必要的修改,形成一个更加轻量化的IPv6协议栈,并根据青岛跨海大桥的节点分布方式,设计与之适用的路由协议。系统网关采用运行OpenWRT的MT7688开发板,通过有线方式连接路由器实现与IP网络的连接,通过串口连接一个CC2538最小系统实现与无线传感器网络的桥接。在经过调试和改进后,本课题模拟青岛跨海大桥的现场环境,布置了四个无线传感器网络的子网,节点每隔6个小时采集一次数据,并上传到网关,由网关发布到互联网。经过一段时间的数据采集、统计和分析后,发现节点数据存在少量丢失的情况,但是并不影响长期的数据分析。本方案除了对青岛跨海大桥的腐蚀检测和防护有重要意义外,对公路、楼宇等土木建筑的混凝土检测也有一定的参考性。