大型桥梁在基础设施建设和国民经济发展中起着重要作用,桥梁的安全状况也受到了人们的广泛关注。由于长期承受荷载的作用及饱受自然环境的影响,桥梁容易出现结构损伤、局部应力过大等状况。这些状况最终会影响桥梁的安全。因此监测桥梁结构并及时评估桥梁的安全状况在保证人们生命财产安全方面具有重要意义。在桥梁结构监测中,通常需要监测桥梁的多种信息如桥面的振动、局部结构应力、斜拉索或悬索的索力、桥梁的倾角变化及桥梁工作的环境因素等,才能综合地监测和评估桥梁的安全状况。基于此,本文研制了能够同时监测桥梁多种关键信息的全功能无线传感系统。首先,分析了现有无线桥梁结构监测系统所存在的问题,介绍了无线桥梁结构监测的原理,并在无线传感器网络拓扑结构的基础上,设计了整个系统的架构。其次,详细阐述了传感器节点的模块化设计,包括传感单元、信号调理单元、微处理单元、存储单元、无线通信单元及电源管理单元；实现了节点的嵌入式软件设计,包括通信协议和主程序软件流程图：并给出了数据采集管理系统的设计。再次,阐明了时间同步对于保证桥梁结构监测中数据分析的有效性具有非常重要的作用,时间同步的研究是本课题的重点研究内容之一；分析了无线传感器网络中经典的时间同步算法TPSN,提出了一种改进型的时间同步算法LP-TPSN,并完成了仿真验证,仿真结果表明改进的算法显著减少了时间同步过程中的能量开销。最后,进行了传感器标定实验和实际桥梁工程测试实验。研究表明,基于无线传感器网络技术研制的全功能无线传感系统能够时实、快速、方便的监测桥梁结构的多种关键信息,可以为评估桥梁的安全状况提供全面可靠的依据,在桥梁结构监测领域具有很好的应用前景和实用价值。