基于无线传感器网络的轨道交通结构健康监测系统

郑建颖，王　卿，孙荣川，黄伟国，朱忠奎

(苏州大学　a.城市轨道交通学院；b.机电工程学院，江苏　苏州　215131)



基于无线传感器网络的轨道交通结构健康监测系统

郑建颖a，王卿a，孙荣川b，黄伟国a，朱忠奎a

(苏州大学a.城市轨道交通学院；b.机电工程学院，江苏苏州215131)

摘要随着使用时间的推移，由于环境荷载的作用、疲劳效应以及腐蚀和材料老化等不利因素的影响，轨道交通中的土木工程和重大基础设施的结构不可避免地会产生损伤积累和抗力衰减。采用应变片采集结构应变信号，利用CC2530模块构建基于ZigBee协议的无线传感器网络，并通过Matlab开发上位机程序，构建结构健康监测系统。在对有机玻璃材料制成的悬臂梁进行测试后发现，通过对应变数据的直接观测可以得到结构当前的荷载状况，实现过载警报识别；通过对应变数据的频域转换可以得到结构振动的固有频率，实现损伤识别。

关键词实验教学；无线传感器网络；结构健康监测；智能交通系统

当前，国内外许多轨道交通工程都存在不同程度的安全隐患。结构健康监测系统对人们的生命及财产安全有着至关重要的作用[1-2]。随着使用时间的增长，由于环境荷载的作用、疲劳效应以及腐蚀和材料老化等不利因素的影响，轨道交通中的土木工程和重大基础设施的结构不可避免地会产生损伤积累和抗力衰减。如果没有及时发现和处理，损伤将会迅速扩展，一旦结构关键构件的损伤积累到一定程度，将导致整个结构的损坏，造成无法挽回的悲剧[3-4]。……