结构健康监测是利用传感器网络来监测结构安全状态的一种方法,传统的检测方法往往需将结构关闭,这样影响了人们日常生活和工作的使用,造成了经济损失。随着传感技术、微机电系统、现代网络和无线通讯等技术的进步,以新兴的无线传感网络技术为核心的智能结构健康监测技术为结构状态信息的获取、结构安全运营和系统实现提供了一条崭新的途径。本文以Imote2无线传感器网络平台的应用为背景,首先介绍了桥梁健康监测系统和无线传感器网络系统及其节点的概念、组成及工作原理。然后针对健康监测的后处理方法之一模态分析方法进行了研究,阐述了结合随机子空间算法和自然环境激励技术(NExT/SSI)的模态参数识别方法,并以NExT/SSI理论为背景编写了模态参数识别程序。通过通用有限元软件ANSYS建立有限元模型,使用高斯白噪声激励力模拟环境激励的方法获得的响应数据进行模态参数识别,验证了NExT/SSI方法理论的可靠性。最后以应用无线传感器网络系统测试得到的实验室桁架模型数据及主跨为480米的钢箱梁斜拉桥湛江海湾大桥为工程背景,采用NExT/SSI方法对测试数据进行分析,通过与特征系统实现算法(ERA)识别结果对比,证明了无线传感器网络技术及NExT/SSI方法适用于桥梁的健康监测及模态分析。本文对无线传感器网络应用及随机子空间算法的研究工作,对使用无线传感器网络进行结构动力测试分析有一定的实用意义和参考价值。