基于Wi-Fi的结构监测无线传感网丢包补偿算法研究

发布时间：2020-09-15 17:05

　　 为了掌握结构的损伤状况,本文设计了一套基于Wi-Fi的无线传感网结构健康监测系统,用以监测结构的振动情况。但是无线传输过程中发生的数据丢包现象,严重影响着无线传感网的可靠性,为了保证后续分析的准确性,本系统在节点中嵌入了基于压缩感知理论的丢包补偿算法,对无线传输中丢失的数据进行数学补偿。但是传统的丢包补偿算法中测量矩阵所需的存储空间对节点造成了很大的挑战,为了在本系统中应用基于压缩感知的丢包补偿算法,本文提出了一种改进方式:1)使用定点数代替浮点数,使用高斯系数矩阵代替高斯随机矩阵作为丢包补偿算法的测量矩阵;2)改变测量矩阵在节点中的存储方式,将矩阵按位存储。为了方便用户控制和管理无线传感器节点,本文使用Qt图形界面软件设计了一套服务器端人机交互软件,包括命令交互、接收和存储节点采集的数据,并且绘制实时波形曲线图以及对监测数据进行后续分析的功能。为了对本文所设计的结构健康监测系统进行系统测试以及对嵌入的丢包补偿算法和在此基础上的改进算法进行性能验证,本系统在星海湾大桥主桥段进行了现场实验,通过对实验数据的分析,可以得出节点中嵌入的使用高斯系数矩阵作为测量矩阵的丢包补偿改进算法可以在一定误差范围内对丢失的数据进行补偿和重构,其重构性能和使用高斯随机矩阵作为测量矩阵的补偿算法性能相当,但是在节点中占用的内存空间仅为原矩阵的1/32,对于节点具有重要意义,本文所开发的结构健康监测系统具有实用性。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN92;TP212.9

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本文编号：2819232