一个基于MEMS加速器的无线数据采集系统,用于桥梁的运行模态分析
Hamed Hasani1, Francesco Freddi1, Riccardo Piazza2
1Department of Engineering and Architecture, University of Parma, 43121 Parma, Italy.
Sensors (Basel, Switzerland)
|April 13, 2024
概括
一个新的桥梁无线监控系统使用低功耗传感器和Wi-Fi进行长期运行模式分析 (OMA). 这种具有成本效益的解决方案可确保在五年内对桥梁健康状况进行评估,并具有用户友好的配置.
科学领域:
- 结构工程 结构工程
- 无线传感器网络 无线传感器网络
- 模式分析 模式分析
背景情况:
- 运营模式分析 (OMA) 对桥梁健康监测至关重要.
- 现有系统经常面临电力消耗,成本和数据管理方面的挑战.
- 桥梁需要强大的,长期的无线监控解决方案.
研究的目的:
- 为桥梁OMA提供一种新的,具有成本效益的无线监控系统.
- 为解决结构性健康监测无线通信方面的挑战.
- 展示具有延长运行寿命和用户友好的配置的系统.
主要方法:
- 开发使用MEMS加速度计的电池驱动的无线传感器.
- 集成用于数据传输的低功耗Wi-Fi模块.
- 实现基于Web的图形用户界面,用于系统配置和数据访问.
- 通过对模型结构和有限元法 (FEM) 建模的横向激发测试进行验证.
- 在混凝土桥上部署30个传感器系统,用于连续的OMA.
主要成果:
- 无线系统证明了有效的动态识别和OMA.
- 该系统实现了至少五年的运行寿命.
- 使用传统方法和基于卡尔曼波器的方法成功进行了位移估计.
- 易于使用的界面简化了系统配置和数据管理.
结论:
- 开发的无线监控系统是桥梁OMA的具有成本效益和可靠的解决方案.
- 该系统有效地克服了与无线通信,功耗和可用性相关的挑战.
- 该技术为桥梁结构健康状况的持续监测提供了一个有希望的方法.
