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申请/专利权人：河南应用技术职业学院;河南国正工程质量检测有限公司

摘要：本发明公开了一种基于WSN的结构体健康事件监测系统，包括该CPS系统的模型，由四个部分组成：（1）由物理组件组成的底层物理结构系统，这是由物理定理及发生的客观事件来决定的。本发明的优点在于：将满足WSN的资源限制条件和特定的SHM应用需求，以最大程度地提供高质量的监测结果。既可以满足市政工程上的要求又可以减轻无线传感器网络限制。包括一个用于结构体事件在线监测的网内决策模型，能够：（1）在“有事件”或“无事件”情况下，确保“有意义的”数据的传输；（2）打破特定环境的限制。设计开发一个用于QoS感知的中继节点（RNs）部署模型，用于决策和连接部署在结构体中分隔的子网，这将：（1）连接所有的子网段。

主权项：1.一种基于WSN的结构体健康事件监测系统，其特征在于，CPS系统的模型，由四个部分组成：1由物理组件组成的底层物理结构系统，这是由物理定理及发生的客观事件来决定的，可简称为建筑体系统；2一系列无线传感器节点，具有感知、计算、传输以及控制能力，传感器通过无线方式连接，传感器节点和通信网络形成了CPS系统的“信息”部分，可简称为嵌入式计算系统；3用于捕获结构体动态性的函数，传感器节点用它来收集结构体的状态信息，可简称为基于函数的模型；4传感器节点用于事件决策的计算模型，可简称为基于模型的计算；其中，建筑体系统输出端与基于函数的模型单向连接，建筑体系统输出端与嵌入式计算系统单向连接，嵌入式计算系统与基于函数的模型双向连接，嵌入式计算系统的输出端与基于模型的计算单向连接；CPS系统监测结构体的健康状况，以获悉整体结构的实际状况，例如重大事件的损坏，横梁、电缆物理结构的裂缝，发生在结构体内物理组件或模块的事件会导致结构体的振型和频率的改变，当结构体的外部环境例如地震、强风、过往的车辆发生改变或受到外力作用时，CPS系统可以由此感应到这些事件；设计CPS所用的总体过程如下：1满足市政工程领域的要求为导向来部署传感器网络节点；2根据部署节点的情况，将传感器节点划分为若干组子网络以监测各个子结构子结构体，一旦子网络构造完成，则开始部署具有QoS保障的中继节点RN，以连通相邻的子网络并做决策；3传感器以高速率采集数据，将修改传统的传感器数据采集技术：将采集数据的固定速率转换到动态适配速率，以减少数据量；4这一步是整个环节中最重要的，传感器针对结构体上发生的事件在本地范围做出决策。我们对事件监测使用了网内决策支持的模型；5每个LDM发一个决策消息到它对应的中继节点。当一个事件发生时，LDM需要发送全部数据压缩后到中继节点；6所有由LDM发送的网内决策信息是或否，1或0在其上游中继节点进行融合；7最后，如果在子结构内监测到一个“事件”称所获得的数据是敏感的、“有意义的”，中继节点向之前发送到它的所有LDM发送消息，请求发送该事件的详细数据。每个LDM使用我们的压缩算法来压缩数据然后再发送；如果没有“事件”发生，所获得的数据是“无意义的”，因此不会发送。

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