摘 要： 国内大多数对曲线桥横向位移的研究都是从理论上定性分析，很少有针对曲线桥梁实际横向位移的实时监测系统，而现行的桥梁监测系统大多是对桥梁的扰度进行监测，因此设计了一种针对曲线桥桥梁的横向位移的实时监测系统。该系统分为两个部分：由直线位移传感器和无线传感网组成的下位机部分，以及用C#语言设计的下位机数据的浏览、存储管理、实时显示软件组成的上位机部分。通过模拟测试，该系统能实时地监测反映出曲线桥横向位移的动态变化。

　　关键词： 横向振动位移； 无线传感网； CC2530； C#语言； 上位机

　　中图分类号： TN92?34； TP393 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）21?0012?03

　　Design of real?time monitoring system for curved bridge

　　transverse displacement based on WSN

　　RAO De?qian1， CHEN Xiang?dong1， ZHANG Chuan?wu2

　　（1. School of Information Science & Technology， Southwest Jiaotong University， Chengdu 610031， China；

　　2. College of Electrical & Information Engineering， Southwest University for Nationalities， Chengdu 610041， China）

　　Abstract： A real?time monitoring system for the curved bridge transverse displacement was designed because most studies in China for curved bridge transverse displacement are the qualitative analysis in theory， few researchers made efforts for real?time monitoring system for the actual lateral displacement of curved bridges， and most of the existing bridge monitoring systems are to monitor the immunity of the bridges. This system is divided into two parts： lower computer （composed of linear displacement sensor and wireless sensor network） and upper computer （composed of lower computer data browsing， storage management， real?time display softwares designed with C # language）. The simulation testing results indicate that the system can perform real?time monitoring and reflect the dynamic changes of the curved bridge transverse displacement.

　　Keywords： transverse vibration displacement； WSN； CC2530； C # language； upper computer

　　0 引 言

　　随着我国社会的发展，桥梁道路在社会生活中起着重要作用，曲线桥以其桥址地形适应性强，能有效避开岩溶、滑坡、泥石流等不良地段的优良特点更是得到广泛的应用。然而曲线桥在支撑方式、温度荷载、混凝土伸缩形变[1]以及其他横向荷载（车辆的转向力、台风等）作用下产生横向位移过大导致桥梁被破坏的现象时有发生[2]。横向的位移幅度的大小和桥梁整体稳定性密切相关[3]，然而国内却很少有关于桥梁横向位移的实时自动监测系统。针对这种需求，结合ZigBee无线通信技术的特点，本文设计了一个以多孔连续曲线桥为模型的基于无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）的大桥横向位移的实时监测系统。利用本系统实现对曲线桥梁的横向位移实时无线远程的自动监测。

　　1 系统无线通信技术的选择

　　系统使用WSN对曲线桥梁进行监测，不仅可以减小远距离布线的繁琐，而且可以在网络节点安装布局上增加的灵活性。现在用的比较普遍的几种无线通信技术包括ZigBee技术、蓝牙技术、WiFi技术以及红外技术等。相较于其他几种无线通信技术ZigBee具有如下优点：

　　（1） 连接设备数量多，组网能力强。每个主节点可容纳255个子节点，一个协调器组成的网络可容纳65 000个节点[4]，便于在横向位移的监测中可以组成一个强大的监测网络；

　　（2） 传输距离大，两个节点的极限通行距离可达100 m，这样使得在系统中需要无线中继的路由节点数量大为减小；

　　（3） 功耗极低，在 低 耗 电 待 机 模 式下， 2节普通5号干电池可使用6个月到2年[5] ，这使得无线节点能长时间有效地工作；

　　（4） 开发成本低，ZigBee的协议栈是完全免费的，不需要认证和授权许可就直接可以开发。

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