基于无线传感网络的桥梁监测系统

示，在无线传感网络中，只有担任主节点的采集单元需要通过串口2以3G通信的方式将数据发送到监控主机，担任从节点的采集单元只需要通过串口1将主节点数据发送到从节点。

　　3 系统软件构成

　　3．1下位机数据采集及通信程序流程

　　下位机数据采集及通信主要由两个部分构成：CC2530的间歇式采集和3G数据通信。采用间歇式采集，一方面是因为CC2530在休眠时段的工作电流在微安级，可大大降低系统功耗，另一方面，桥梁健康监测数据多数为慢响应，采集频率降低，可有效减少冗余数据。间歇式数据采集程序流程如图5（a）所示，3G通信流程如图5（b）所示。

　　3．2 上位机程序结构及界面

　　在桥梁集群健康实时监测中心的上位PC机要具有数据的存储与处理、数据的可视化、物联网的管理功能。以Microsoft VC++6．0，sql Server 2000数据库为开发工具。整个系统采用C／S架构，普通用户可以进行数据的查询与可视化，权限用户可以进行传感器网络的管理。软件结构如图6所示。

　　监测中心软件主菜单界面、实时数据接收与控制界面和参数分析界面分别如图7、图8所示。

　　4 系统应用

　　该系统已成功应用于珠江水系上两座特大桥梁。在两座桥梁上一共安装了78个数据采集单元，通过无线网络实现各采集单元的数据互联。从应用结果看，系统运行稳定，数据存储和无线传输稳定可靠。

　　图9为桥梁索力实时采集界面，图10为80个无线采集单元15天（21 600 mln）实际运行在线率统计结果。从图中可看出，除56号机由于安装在主梁附近，经实际测试无线信号很弱的设备掉线时间较长外，90％的无线数据采集单元在线率达90％以上，系统运行稳定可靠。

　　5 结论

　　将3G无线模块与ZICBEE无线传感网络模块统一于AT91SAM9G20 ARM微处理器芯片，嵌入LINUX操作系统，设计了桥梁健康监测系统下位机系统。采用VC6．0软件，设计了桥梁健康监测中心上位机系统。在特大桥梁上80个采集点实际应用表明，该系统运行稳定，数据存储和无线传输稳定可靠，可满足桥梁结构无线监测的需求。