无线网络在结构健康监测中的有效应用

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近年来,人们对在各种结构系统中采用新兴的传感技术进行测量的兴趣日益浓厚。搭载无线网络的结构健康监测系统(SHM)由于可以降低该系统安装及维护的相关成本,最近已成为讨论和研究的热点。SHM系统目前已经应用于监视、识别、分析和管理关键基础设施,如桥梁、建筑物、体育场和其他建筑结构,此外还可以提高结构寿命和改善公共安全。然而,未来的发展方向是在对不同结构进行结构健康监视时,使用无线传感器网络从环境中收集能量。SHM系统的无线传感器网络对于收集和接收到的数据会进行系统的处理以得出不同的建筑细节和对建筑或结构的描述,因此对于网络的设计是一个挑战。本文对无线网络在结构健康监测中的有效应用进行了综述。展示了用于损坏检测和定位的算法,网络设计及其功率需求以及功率优化策略和对于网络设计的挑战。同时回顾了用于SHM系统的各种现有和新兴的传感模式及其各自的功率要求。说明了结构健康监测的不同方法,局限性和未来的研究方向。比较和讨论了可伸缩性、时间同步、传感器布置和数据处理等网络设计问题的解决方案。本文还简要介绍了无线网络在结构健康监测中的实际应用。
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