摘 要:无线传输在桥梁结构健康监测系统中的应用有效解决了有线传输的布线问题,但同时也带来了一些数据传输上的问题,例如:数据传输时数据包容易丢失而降低通信的可靠性;节点采集的数据序列很难完全时间同步,因而影响数据的精确度;简单的单跳通信只能满足基站节点与叶节点在可视路径内进行通信,在复杂环境下有障碍物阻挡时会导致通信不良或无法通信。可采取如下措施予以改进:通信时运用AK机制减少数据包的丢失,从而保证传输的可靠性;采用浮动时间同步协议(FTSP)和重采样使节点之间的时钟同步度提高;采用ADV协议实现多跳传输,使节点在通信不良时通过中间节点与基站节点通信,增加通信可靠性并加大通信距离。
关键词:无线传输; AK机制; 时间同步; 重采样; 多跳
ireless Transissin f SN Bridge Health nitring Syste Based n Ite2
LU Hui1, SHEN Qing-hng1, HEN e2, RUAN Jing2
(1.Nanjing University, Nanjing 210093, hina; 2.Jiangsu Prvinial Yangtze River Bridge Headquarter, Taizhu 225321, hina)
Abstrat: The ireless transissin applied t bridge health nitring syste an effetively slve the prble abut iring f ire transissin, but se questins n data transissin are happened. Fr exaple: the data pakets are very easy t lse during the transissin t redue the reliability f rrespndene, it′s diffiult fr the dates lleted by thse ndes t ahieve tie synhrnizatin pletely, the single-hp uniatin an satisfy the uniatin beteen base-nde and leaf-nde just ithin a visual path, uniatins rk badly r even an nt rk in the plex envirnent and bstales are existed. Using AK ehanis an redue the lss f date pakets in rder t guarantee the reliability f the transissin, using flat tie synhrnizatin prtl (FTSP) and re-sapling t iprve the tie synhrnizatin beteen ndes. pared ith the single-hp uniatin, the ADV prtl an ffer a "ulti-hp"uniatin, if ne nde an nt uniate ith the base-nde diretly, then it an find a iddle-nde hih an ffer a path t nnet thse t, it an inrease the reliability and the ptential distane f rrespndene in this ay.
Keyrds: ireless transissin; AK; tie synhrnizatin; re-sapling; ulti-hp
收稿日期:2010-06-09
基金项目:江苏省交通厅科技计划项目(08Y29-7)
0 引 言
桥梁在长时间的运营下会因天气、震动、撞击、自身老化等因素影响其本身的健康状况,从而造成交通安全隐患,事故一旦发生不仅会造成重大财产损失,更会严重地危害生命。采用无线传感器网络系统对桥梁结构进行监控,相关部门就可以根据系统预警及时做出反应,以防范事故的发生。无线传感器网络由具有采样、计算和通信能力的大量微型传感器节点组成,这些传感器节点分别采集桥梁结构的相关数据,并将处理后的数据以无线传输的方式送到基站节点,再通过计算机对整个健康结构状况进行系统分析判断。传输系统是否可靠、迅速,这将直接决定整个系统是否能有效的运行,因此需要研究无线传输系统以选择一个最佳的传输模式。
1 无线传输系统
1.1 节点
本系统采用的Ite2是一个先进的无线传感器网络平台,其结构图如图1所示,它采用低功耗的PXA271 XSale PU[1],并集成了2420 IEEE802.15.4无线收发器。
Ite2平台本身包含了2.4 GHz表面安装天线,标称覆盖范围为30 。为了增加通信距离接入外部天线,将其接在Ite2带有的SA连接器上,使用的天线是Antenva公司生产的Titanis 2.4 GHz可旋转天线,它的物理特性和电特性参数见表1。
图1 接有Titanis 2.4 GHz的Ite2节点
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