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基于WSN的曲线桥梁横向位移实时监测系统的设计与实现的中期报告
1.研究背景
曲线桥梁是在山区、河道等险峻地带修建的一种特殊桥型，常用于穿越山区、河道等自然地理条件挑战较多的地区。由于曲线桥梁结构特点、使用环境等原因，其长期使用中易受到各种自然因素影响，导致桥梁的横向位移、形变等问题，进而影响桥梁的稳定性和使用安全性。因此，曲线桥梁横向位移的实时监测对桥梁的安全运行至关重要。
无线传感器网络（WSN）是一种成熟的实时监测技术，广泛应用于许多领域，特别是结构健康监测领域。WSN技术可以实现全天候、全方位、远距离的实时监测，对于解决曲线桥梁实时监测问题具有较好的应用前景。
因此，基于WSN的曲线桥梁横向位移实时监测系统的设计与实现成为了本研究的重点。
2.研究内容
本研究的主要研究内容包括：
（1）曲线桥梁横向位移监测系统的需求分析和功能设计。
（2）基于WSN的曲线桥梁横向位移传感器节点设计与实现。
（3）曲线桥梁横向位移数据采集和传输系统设计与实现。
（4）曲线桥梁横向位移数据分析和处理系统设计与实现。
3.研究进展
在本研究的前期工作中，已完成了系统需求分析和功能设计的工作，明确了系统具体的功能模块及其相互关联。同时，基于单片机、传感器等硬件设备，设计并实现了曲线桥梁横向位移传感器节点。该节点可以测量桥梁的横向位移数据，并通过无线传输技术将数据传输至数据采集和传输系统。
同时，在数据采集和传输系统的设计和实现工作中，采用ZigBee无线通信技术，实现了多节点数据无线传输，并通过集中管理机构将数据传输至数据分析和处理系统。
在数据分析和处理系统的设计和实现工作中，采用MATLAB软件对所采集到的曲线桥梁横向位移数据进行统计分析、特征提取、异常检测等处理，并开发了可视化界面进行数据展示和分析，为桥梁终端用户提供安全监测决策支持。
4.后续工作
在后续的研究工作中，将在现有系统基础上进一步完善和优化系统功能和性能。具体包括：
（1）优化节点硬件设计，提高节点采集数据的准确性和稳定性。
（2）设计实现远程控制和管理系统，提高系统的可扩展性和管理效率。
（3）研究曲线桥梁结构变形特征，提高监测数据的分析和处理能力。
（4）开发智能算法，实现桥梁横向位移自动识别与预警。
（5）开展现场实验验证，进一步验证系统的可行性和有效性。