大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目申報(bào)表

1、南京航空航天大學(xué)國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目申報(bào)表項(xiàng)目名稱：飛機(jī)結(jié)結(jié)構(gòu)健康康監(jiān)測(cè)及及強(qiáng)度試試驗(yàn)用智智能無(wú)線線傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)統(tǒng) 申 請(qǐng) 人人： 王子龍龍 項(xiàng)目所屬一一級(jí)學(xué)科科名稱： 航空宇宇航科學(xué)學(xué)與技術(shù)術(shù) 專 業(yè)： 飛行行器設(shè)計(jì)計(jì)與工程程 學(xué) 號(hào)： 011061104335 身份證號(hào)： 321108111988803301884166 聯(lián)系電話： 15995200119910 電 郵： hjffd6441xssc 指導(dǎo)教師: 袁慎慎芳 職稱 教授 指導(dǎo)教師聯(lián)聯(lián)系電話話： 0225-88489934660 指導(dǎo)教師電電郵： ysffn 申請(qǐng)日期： 220088 年 100 月月 10 日 南京航

2、空航航天大學(xué)學(xué)教務(wù)處處 項(xiàng)目簡(jiǎn)況項(xiàng)目名稱飛機(jī)結(jié)構(gòu)健健康監(jiān)測(cè)測(cè)及強(qiáng)度度試驗(yàn)用用智能無(wú)無(wú)線傳感感網(wǎng)絡(luò)系系統(tǒng)項(xiàng)目類別A、科學(xué)實(shí)實(shí)驗(yàn)和科科技制作作、科研研類； B、學(xué)術(shù)術(shù)論文、社社會(huì)調(diào)查查類；C、其他類類； （ A ）申請(qǐng)資助經(jīng)費(fèi)300000元項(xiàng)目起止時(shí)時(shí)間2008年年11月1日 20009年11月30日項(xiàng)目負(fù)責(zé)人姓 名王子龍學(xué) 號(hào)01061104335性 別男民 族漢族出生年月1988.03.01學(xué) 院院一院專 業(yè)飛行器設(shè)計(jì)計(jì)與工程程年 級(jí)本科三年級(jí)級(jí)必修課平均均學(xué)分績(jī)績(jī)點(diǎn)3.7033電 話15952201119100電 郵hjfd6641xxscn第一指導(dǎo)教師情況個(gè)人簡(jiǎn)歷姓名 性別民族職稱出生年月

3、主要研究方方向袁慎芳女漢族教授1968.4傳感測(cè)控技技術(shù)結(jié)構(gòu)構(gòu)健康監(jiān)監(jiān)測(cè)最后學(xué)位博士最高學(xué)歷博士主要教學(xué)工作90年以來(lái)來(lái)，一直直從事結(jié)結(jié)構(gòu)健康康監(jiān)測(cè)、傳傳感器與與信號(hào)處處理、測(cè)測(cè)控技術(shù)術(shù)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)力學(xué)的的科研與與教學(xué)工工作；獲獲國(guó)家優(yōu)優(yōu)秀教學(xué)學(xué)成果二二等獎(jiǎng)11項(xiàng)。主要科學(xué)研研究工作作2002獲獲博士生生導(dǎo)師資資格。先先后主持持國(guó)家8863項(xiàng)項(xiàng)目，國(guó)家自自然科學(xué)學(xué)基金項(xiàng)項(xiàng)目，教教育部“新新世紀(jì)優(yōu)優(yōu)秀人才才”支持持項(xiàng)目、預(yù)預(yù)研項(xiàng)目目、航空空基金、江蘇省省創(chuàng)新人人才基金金等其他他省部級(jí)級(jí)項(xiàng)目88項(xiàng)。作為為主要參參加者參參加了國(guó)國(guó)家自然然科學(xué)基基金重點(diǎn)點(diǎn)項(xiàng)目及及基國(guó)防預(yù)預(yù)研項(xiàng)目目等近330項(xiàng)國(guó)國(guó)家及省省

4、部級(jí)項(xiàng)項(xiàng)目。由由國(guó)防出出版基金金資助出出版專著著結(jié)構(gòu)構(gòu)健康監(jiān)監(jiān)控，作作為主要要編著人人編著了了專著智智能材料料結(jié)構(gòu)，發(fā)發(fā)表文章章80余余篇，其其中500余篇被被SCII、EII及ISSTP收收錄。申申請(qǐng)國(guó)家家發(fā)明專專利8項(xiàng)項(xiàng)，已獲獲授權(quán)22項(xiàng)。220022年被中中國(guó)知識(shí)識(shí)產(chǎn)權(quán)局局及中國(guó)國(guó)婦聯(lián)聯(lián)聯(lián)合授予予“巾幗幗優(yōu)秀發(fā)發(fā)明者”稱稱號(hào)。220033年被評(píng)評(píng)為江蘇蘇省優(yōu)秀秀科技工工作者。220055年入選選教育部部“新世世紀(jì)優(yōu)秀秀人才計(jì)計(jì)劃”。項(xiàng)目組主要成員姓 名名性別學(xué)號(hào)所在學(xué)院項(xiàng)目分工簽字聯(lián)系電話張紅男01061107335航空宇航學(xué)學(xué)院節(jié)電電路，硬硬件張紅15850051009077秦顯慧男0

5、3062204334自動(dòng)化學(xué)院院網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，軟軟件秦顯慧15950051998400其他指導(dǎo)教教師簡(jiǎn)況況姓 名名性別所在學(xué)院研究方向項(xiàng)目分工簽字聯(lián)系電話1.項(xiàng)目研研究的內(nèi)內(nèi)容、目目的和意意義、具具體目標(biāo)標(biāo)等無(wú)線傳感器器網(wǎng)絡(luò)是是由大量量依據(jù)特特定的通通訊協(xié)議議，可進(jìn)進(jìn)行相互互通信和和協(xié)作的的智能無(wú)無(wú)線傳感感器節(jié)點(diǎn)點(diǎn)組成的的網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)有著廣泛的應(yīng)用前景，飛機(jī)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度試驗(yàn)和健康監(jiān)測(cè)也是該技術(shù)的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域。在航空領(lǐng)域，機(jī)體結(jié)構(gòu)是各類軍用飛行器發(fā)展必不可少的平臺(tái)，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能是確保飛行器先進(jìn)結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)和保證飛行安全并滿足戰(zhàn)技指標(biāo)的最主要的關(guān)鍵技術(shù)之一，其技術(shù)發(fā)展水平和解決關(guān)鍵技術(shù)難

6、題的積累直接關(guān)系到先進(jìn)飛行器平臺(tái)研制的成敗。飛機(jī)結(jié)構(gòu)的的靜力/疲勞實(shí)實(shí)驗(yàn)是研研究飛行行器結(jié)構(gòu)構(gòu)強(qiáng)度的的重要手手段。飛飛機(jī)結(jié)構(gòu)構(gòu)試驗(yàn)通通過(guò)有計(jì)計(jì)劃地對(duì)對(duì)結(jié)構(gòu)受受載后的的性能進(jìn)進(jìn)行觀測(cè)測(cè)和對(duì)測(cè)測(cè)量參數(shù)數(shù)如壓力力、位移移、振幅幅、振頻頻、疲勞勞壽命等等進(jìn)行分分析，對(duì)對(duì)結(jié)構(gòu)的的工作性性能和承承載能力力做出正正確的評(píng)評(píng)價(jià)和估估計(jì)，并并為驗(yàn)證證和發(fā)展展結(jié)構(gòu)的的計(jì)算理理論提供供可靠的的依據(jù)。飛飛機(jī)結(jié)構(gòu)構(gòu)的靜力力/疲勞勞實(shí)驗(yàn)技技術(shù)的發(fā)發(fā)展已有有一定的的歷史，積積累了一一定的經(jīng)經(jīng)驗(yàn)，尤尤其是飛飛機(jī)靜力力試驗(yàn)方方法。但但目前隨隨著航空空科學(xué)技技術(shù)的飛飛速發(fā)展展，飛機(jī)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)思想想不斷更更新，輕輕質(zhì)、高高可靠性

7、性、高機(jī)機(jī)動(dòng)性、高高維護(hù)性性、高生生存力、超超音速巡巡航、隱隱身、大大航程和和短距起起落的綜綜合要求求已成為為現(xiàn)代軍軍用飛機(jī)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)的一一項(xiàng)極為為重要而而且必須須遵循的的準(zhǔn)則。這這些性能能要求使使得結(jié)構(gòu)構(gòu)材料面面臨更加加惡劣的的使用環(huán)環(huán)境，也也為飛機(jī)機(jī)結(jié)構(gòu)的的靜力/疲勞實(shí)實(shí)驗(yàn)提出出了新的的要求。目目前飛機(jī)機(jī)結(jié)構(gòu)的的靜力/疲勞實(shí)實(shí)驗(yàn)普遍遍存在測(cè)測(cè)量點(diǎn)多多、規(guī)模模大等特特點(diǎn)，因因此造成成了引線線復(fù)雜、附附加重量量大等問(wèn)問(wèn)題；此此外，試試驗(yàn)系統(tǒng)統(tǒng)整體的的智能化化、網(wǎng)絡(luò)絡(luò)化程度度不高，使使得飛機(jī)機(jī)靜力/疲勞試試驗(yàn)的整整體效率率不高，測(cè)測(cè)量精度度有待改改進(jìn)，費(fèi)費(fèi)用有待待降低。另另一方面面，在線線實(shí)時(shí)

8、地地對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)測(cè)的結(jié)構(gòu)構(gòu)健康監(jiān)監(jiān)測(cè)技術(shù)術(shù)近年來(lái)來(lái)一直是是研究的的熱點(diǎn)，結(jié)結(jié)構(gòu)健康康監(jiān)測(cè)技技術(shù)則利利用集成成在結(jié)構(gòu)構(gòu)中的先先進(jìn)傳感感/驅(qū)動(dòng)動(dòng)元件網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，在在線實(shí)時(shí)時(shí)地獲取取與結(jié)構(gòu)構(gòu)健康狀狀況相關(guān)關(guān)的信息息(如應(yīng)應(yīng)力、應(yīng)應(yīng)變、溫溫度等)，并結(jié)結(jié)合先進(jìn)進(jìn)的信號(hào)號(hào)信息處處理方法法和結(jié)構(gòu)構(gòu)力學(xué)建建模方法法，提取取結(jié)構(gòu)特特征參數(shù)數(shù)，識(shí)別別結(jié)構(gòu)的的狀態(tài)。結(jié)結(jié)構(gòu)健康康監(jiān)測(cè)技技術(shù)對(duì)于于提高航航空航天天飛行器器結(jié)構(gòu)、國(guó)國(guó)防武器器裝備結(jié)結(jié)構(gòu)的安安全性、延延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)構(gòu)壽命、降降低結(jié)構(gòu)構(gòu)維護(hù)費(fèi)費(fèi)用具有有重要的的意義，但但由于需需要將大大量傳感感元件同同結(jié)構(gòu)集集成，因因此也迫迫切需要要降低附附加重量量、提高高系

9、統(tǒng)運(yùn)運(yùn)行速度度及精度度的有效效方法。無(wú)線傳感器器網(wǎng)絡(luò)為為實(shí)現(xiàn)高高效率、高高精度、低低重量、智智能化的的飛機(jī)結(jié)結(jié)構(gòu)靜力力/疲勞勞實(shí)驗(yàn)系系統(tǒng)和健健康監(jiān)測(cè)測(cè)系統(tǒng)提提供了很很好的手手段。采采用無(wú)線線傳感器器網(wǎng)絡(luò)將將大大減減少器件件引線數(shù)數(shù)量，從從而大大大降低由由于增加加測(cè)試系系統(tǒng)所導(dǎo)導(dǎo)致的結(jié)結(jié)構(gòu)重量量的增加加；無(wú)線線傳感器器可方便便地安裝裝于結(jié)構(gòu)構(gòu)形狀比比較復(fù)雜雜，不便便于引線線的部位位；由于于無(wú)線傳傳感器網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)具有局局域信號(hào)號(hào)處理功功能，很很多信號(hào)號(hào)信息處處理工作作可在傳傳感節(jié)點(diǎn)點(diǎn)附近局局部完成成，將大大大減少少所需傳傳輸?shù)男判畔⒘?，并并將原?lái)來(lái)由中央央處理器器實(shí)現(xiàn)的的串行處處理、集集中決策策

10、的系統(tǒng)統(tǒng)，變?yōu)闉橐环N并并行的分分布式信信息處理理系統(tǒng)，將將大大提提高試驗(yàn)驗(yàn)系統(tǒng)的的運(yùn)行速速度及決決策的可可靠性和和靈活性性。本項(xiàng)目將針針對(duì)大型型結(jié)構(gòu)健健康監(jiān)測(cè)測(cè)和靜力力疲勞勞試驗(yàn)系系統(tǒng)的要要求及特特點(diǎn)，研研究適合合于結(jié)構(gòu)構(gòu)健康監(jiān)監(jiān)測(cè)和靜靜力疲疲勞試驗(yàn)驗(yàn)的智能能無(wú)線傳傳感器節(jié)節(jié)點(diǎn)的實(shí)實(shí)現(xiàn)；傳傳感器網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的組組織結(jié)構(gòu)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)絡(luò)通信協(xié)協(xié)議的實(shí)實(shí)現(xiàn)方法法及設(shè)計(jì)計(jì)理論；基于智智能無(wú)線線傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的靜靜力疲疲勞試驗(yàn)驗(yàn)方法，相關(guān)研究進(jìn)展對(duì)于減少結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)和靜力/疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)中的引線數(shù)量、提高測(cè)試精度和效率、降低費(fèi)用具有重要的意義。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)為實(shí)現(xiàn)高效率、高精度、低重量、智能化的飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜力疲勞實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

11、和健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供了很好的手段。2.國(guó)內(nèi)外外的研究究狀況（8800字字左右，附附不少于于8篇參參考文獻(xiàn)獻(xiàn)）無(wú)線傳感器器網(wǎng)絡(luò)的的最初研研究來(lái)源源于美國(guó)國(guó)軍方。美美國(guó)國(guó)防防先進(jìn)研研究計(jì)劃劃局（DDARPPA）于于20001年在在“網(wǎng)絡(luò)嵌嵌入式軟軟件技術(shù)術(shù)”（Neetwoork embbeddded sofftwaare tecchnoologgy）項(xiàng)項(xiàng)目的支支持下，資資助加州州伯克力力大學(xué)開開發(fā)了名名為“Smaart Dusst”（智能能灰塵）或或“Motte”的無(wú)線線傳感器器開發(fā)系系統(tǒng)，從從那時(shí)期期起到現(xiàn)現(xiàn)在，DDARPPA每年年都投入入幾千萬(wàn)萬(wàn)美元進(jìn)進(jìn)行無(wú)線線傳感器器網(wǎng)絡(luò)技技術(shù)的預(yù)預(yù)研11。2

12、20022年8月月初，美美國(guó)國(guó)家家科學(xué)基基金委（NNSF）、DDARPPA、航航空航天天局（NNASAA）等112個(gè)重重要研究究機(jī)構(gòu)在在加州伯伯克利大大學(xué)聯(lián)合合召開了了“未來(lái)傳傳感系統(tǒng)統(tǒng)”國(guó)家研研討會(huì)，旨旨在探討討未來(lái)傳傳感器系系統(tǒng)及其其在工程程應(yīng)用中中的前沿沿發(fā)展方方向。會(huì)會(huì)議討論論認(rèn)為無(wú)無(wú)線傳感感器網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)及其傳傳感數(shù)據(jù)據(jù)的傳輸輸、分析析及決策策技術(shù)的的研究同同基于微微機(jī)械、納納米技術(shù)術(shù)的新型型傳感技技術(shù)一樣樣，代表表著未來(lái)來(lái)傳感器器研究的的前沿方方向，并并且對(duì)于于戰(zhàn)場(chǎng)信信息感知知、國(guó)土土安全與與反恐戰(zhàn)戰(zhàn)爭(zhēng)、大大型結(jié)構(gòu)構(gòu)健康監(jiān)監(jiān)測(cè)及強(qiáng)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)驗(yàn)等工程程應(yīng)用領(lǐng)領(lǐng)域具有有極其重重要的研研

13、究意義義2?；谟谠摯螘?huì)會(huì)議的討討論，美美國(guó)NSSF于220033年初，由由工程學(xué)學(xué)部及計(jì)計(jì)算機(jī)與與信息工工程學(xué)部部聯(lián)合發(fā)發(fā)布了傳傳感及傳傳感器網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)研究究指南，投投資34400萬(wàn)萬(wàn)美元用用于支持持該方面面的基礎(chǔ)礎(chǔ)研究，著著重將無(wú)無(wú)線傳感感器網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)及其傳傳感數(shù)據(jù)據(jù)的傳輸輸、分析析及決策策技術(shù)列列入了鼓鼓勵(lì)研究究方向，正正是基于于這樣的的背景，國(guó)國(guó)外掀起起了一股股無(wú)線傳傳感器網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的研研究熱潮潮。目前前的研究究表明：無(wú)線傳傳感網(wǎng)絡(luò)絡(luò)系統(tǒng)可可以廣泛泛應(yīng)用于于國(guó)防軍軍事、國(guó)國(guó)家安全全、環(huán)境境科學(xué)、交交通管理理、醫(yī)療療衛(wèi)生、反反恐、災(zāi)災(zāi)害監(jiān)測(cè)測(cè)等領(lǐng)域域。由于于它的巨巨大應(yīng)用用價(jià)值，已已經(jīng)得到到

14、了許多多國(guó)家的的軍事部部門、工工業(yè)界的的極大關(guān)關(guān)注33-122。在國(guó)內(nèi)，無(wú)無(wú)線傳感感網(wǎng)絡(luò)的的研究已已經(jīng)起步步，清華華大學(xué)、中中科院沈沈陽(yáng)自動(dòng)動(dòng)化研究究所、中中科院合合肥智能能所等單單位已開開始進(jìn)行行這方面面的研究究133-144。針針對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)健康監(jiān)監(jiān)測(cè)和飛飛機(jī)靜力力/疲勞試試驗(yàn)的研研究，國(guó)國(guó)內(nèi)幾乎乎是空白白，南京京航空航航天大學(xué)學(xué)、哈爾爾濱工業(yè)業(yè)大學(xué)，都都開展了了一些前前期的探探索115-116，其其中南京京航空航航天大學(xué)學(xué)航空科科技智能能材料與與結(jié)構(gòu)重重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室已初初步研制制了自己己的節(jié)點(diǎn)點(diǎn)，但總總體上，國(guó)國(guó)內(nèi)這方方面的研研究還處處起步階階段，同同國(guó)外水水平有一一定差距距。參考文獻(xiàn)： HY

15、PERLINK /Programs/Geoengineering/sensors/presentations/ http:/u/Prrogrramss/Geeoennginneerringg/seensoors/preesenntattionns/Sensoor aand Sennsorr Neetwoork, Prrogrram Solliciitattionn，NSSF 003-5512，DDec.，20002。Bulussu eet aal., Sccalaablee Cooorddinaatioon ffor Wirreleess Sennsorr Neetwoorkss: SSelf

16、f-Coonfiigurringg Loocallizaatioon SSysttem, ISSCTAA 20001, Ammbleesidde, U.KK., Jully 220011.Savarresee C, annd RRabaaey J, Robbustt Poosittionningg Allgorrithhm ffor Disstriibutted Ad-hocc Wiirellesss Seensoor NNetwworkks. In: Paark Y, ed. Prroceeediingss off thhe UUSENNIX Tecchniicall Annnuaal cc

17、onffereencee. MMonttereey: USEENIXX, 220011, 3317-3288.Lan FF. AAkyiildiiz, Weiiliaan ssu, Yoggeshh Saankaarassubrramaaniaam, et al. A Surrveyy onn Seensoor NNetWWorkks, IEEEE CCommmuniicattionns MMagaazinne, Augguesst 220022.10021114.Ganessan D, et. all, HHighhly-Ressiliientt, EEnerrgy-Effficiientt

18、 Muultiipatth RRouttingg inn Wiirellesss Seensoor NNetwworkks. Mobbilee Coompuutinng aand Commmunnicaatioons Revvieww, 220022,1(2): 2995-2298.Woo, T. Tonng, andd D. Cuulleer (20003), Taaminng tthe undderllyinng cchalllenngess off reeliaablee muultiihopp rooutiing in sennsorr neetwoorkss, PProcceeddi

19、nggs oof tthe firrst ACMM Coonfeerennce on embbeddded nettworrkedd seensoor ssysttemss, LLos Anggelees, USAA. Marceelo G. Rubbinssteiin, Igoor MM. MMoraaes, Miigueel EEliaas MM. CCamppistta, Lus HHenrriquue MM. KK. CCostta, Ottto CCarllos M. B. Duaartee, AA Suurveey oon WWireelesss AAd HHoc Nettworr

20、ks, 20006, ISSBN 9788-0-3877-3446344-2Nicollas Fouurneel, Marrinee Miinieer, Stphaane Ubda, Suurveey aand Bennchmmarkk off Sttreaam CCiphherss foor WWireelesss SSenssor Nettworrks, 20006, ISSSN 03002-997433.牟連佳，牟牟連泳，無(wú)無(wú)線傳感感網(wǎng)絡(luò)及及其在工工業(yè)領(lǐng)域域應(yīng)用研研究，工工業(yè)控制制計(jì)算機(jī)機(jī)，20005，001。楊揚(yáng)，朱善善安，基基于無(wú)線線傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的環(huán)環(huán)境監(jiān)控控系統(tǒng)的的設(shè)計(jì)和和實(shí)現(xiàn)，工工

21、業(yè)控制制計(jì)算機(jī)機(jī)，20007，99。桑海泉，康康榮學(xué)，無(wú)無(wú)線傳感感網(wǎng)絡(luò)在在安全生生產(chǎn)中的的應(yīng)用，中中國(guó)安全全生產(chǎn)科科學(xué)技術(shù)術(shù)，20007，55。任豐原，黃黃海寧，林林闖（220033），無(wú)無(wú)線傳感感器網(wǎng)絡(luò)絡(luò)，軟件件學(xué)報(bào)，114(77):11282212291。馬祖長(zhǎng)，孫孫怡寧，梅梅濤（220044），無(wú)無(wú)線傳感感網(wǎng)絡(luò)綜綜述，通通信學(xué)報(bào)報(bào)，255(4): 1114-1244。賴小松，袁袁慎芳, 嵌入入式Add hooc 無(wú)無(wú)線傳感感器的載載荷定位位研究，測(cè)測(cè)控技術(shù)術(shù)，20004，112，88-100。葉偉松，袁袁慎芳，無(wú)無(wú)線傳感感網(wǎng)絡(luò)在在結(jié)構(gòu)健健康監(jiān)測(cè)測(cè)中的應(yīng)應(yīng)用，傳傳感技術(shù)術(shù)學(xué)報(bào)，220066

22、，033。3.研究方方法、研研究方案案及可行行性（理理工類項(xiàng)項(xiàng)目填寫寫技術(shù)路路線和技技術(shù)指標(biāo)標(biāo)）研究方法及及方案：1）. 智智能無(wú)線線傳感節(jié)節(jié)點(diǎn)硬件件的研究究節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)包括硬硬件與軟軟件兩部部分，節(jié)節(jié)點(diǎn)的硬硬件由信信號(hào)調(diào)理理電路、AA/D轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器、微微處理器器及其外外圍電路路、射頻頻電路、電電源及其其電源管管理電路路組成。節(jié)節(jié)點(diǎn)的設(shè)設(shè)計(jì)將采采用以下下方法：a).微處處理器的的選擇。無(wú)無(wú)線傳感感節(jié)點(diǎn)可可采用的的微處理理器種類類很多，有有Mottoroola的的68HHC166系列，基基于ARRM的嵌嵌入式處處理器，AAtmeel的AAVR系系列，TTI的MMSP4430等等，研究究中將對(duì)對(duì)以上

23、系系列芯片片進(jìn)行性性能對(duì)比比，并參參考國(guó)外外無(wú)線傳傳感節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的進(jìn)展展情況，選選取合適適的微處處理器芯芯片。b).在國(guó)國(guó)外已經(jīng)經(jīng)建立起起來(lái)的無(wú)無(wú)線傳感感器網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中，多多數(shù)傳感感器節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的通信信電路硬硬件設(shè)計(jì)計(jì)是基于于射頻電電路，使使用31159916MMHz、22.4GGHz 及5.8GHHz 的的頻段。在在本項(xiàng)目目的研究究中，將將比較上上述頻段段，依據(jù)據(jù)低功耗耗、高可可靠性、傳傳輸距離離在800-1550米之之間的要要求確定定所使用用的頻段段及相應(yīng)應(yīng)的射頻頻電路，同時(shí)著重考慮低功耗的原則。c).為壓壓電元件件及加速速度傳感感器提供供電荷放放大器、高高通濾波波器等調(diào)調(diào)理電路路，為電電阻應(yīng)變變?cè)?/p>

24、提提供橋路路、高通通濾波器器等調(diào)理理電路，為為位移計(jì)計(jì)等放大大電路等等轉(zhuǎn)換電電路。為為無(wú)線傳傳感節(jié)點(diǎn)點(diǎn)設(shè)計(jì)信信號(hào)發(fā)生生電路，可可產(chǎn)生LLambb波、正正弦、脈脈沖等常常用主動(dòng)動(dòng)監(jiān)測(cè)激激勵(lì)信號(hào)號(hào)，以適適應(yīng)主動(dòng)動(dòng)監(jiān)測(cè)的的需求。d).為了了能夠組組建適用用于大型型結(jié)構(gòu)健健康監(jiān)測(cè)測(cè)和靜力力/疲勞試試驗(yàn)的無(wú)無(wú)線傳感感網(wǎng)絡(luò)，節(jié)節(jié)點(diǎn)必須須滿足尺尺寸小和和低功耗耗的要求求。在本本項(xiàng)目的的節(jié)點(diǎn)設(shè)設(shè)計(jì)中，將將選擇采采用小體體積的集集成芯片片和多層層抗干擾擾電路設(shè)設(shè)計(jì)技術(shù)術(shù)，使得得節(jié)點(diǎn)尺尺寸在44.03.00cm以以內(nèi)；同同時(shí)選擇擇采用低低功耗的的集成芯芯片和分分立元件件設(shè)計(jì)電電路，配配合低功功耗軟件件設(shè)計(jì)技技術(shù)使

25、得得節(jié)點(diǎn)在在休眠模模式下能能夠達(dá)到到一年的的工作壽壽命。項(xiàng)項(xiàng)目研究究中，還還將探索索采用MMEMSS方法，實(shí)實(shí)現(xiàn)尺寸寸更小的的無(wú)線傳傳感節(jié)點(diǎn)點(diǎn)。2）.智能能無(wú)線傳傳感節(jié)點(diǎn)點(diǎn)軟件操操作系統(tǒng)統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)絡(luò)組織結(jié)結(jié)構(gòu)a).節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的軟件件部分主主要包括括操作系系統(tǒng)與協(xié)協(xié)議實(shí)現(xiàn)現(xiàn)。Beerkeeleyy為Miica專專門開發(fā)發(fā)了TiinyOOS操作作系統(tǒng)，其其他可應(yīng)應(yīng)用于無(wú)無(wú)線傳感感網(wǎng)絡(luò)的的操作系系統(tǒng)有uuCoss以及uuCLiinixx，或者者又需要要把這幾幾種操作作系統(tǒng)綜綜合運(yùn)用用。在研研究無(wú)線線傳感器器節(jié)點(diǎn)時(shí)時(shí)將比較較這些操操作系統(tǒng)統(tǒng)的性能能，以選選擇更適適合靜力力/疲勞試試驗(yàn)和結(jié)結(jié)構(gòu)健康康監(jiān)測(cè)中中無(wú)

26、線傳傳感網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的操作作系統(tǒng)。另另外，低低功耗的的問(wèn)題也也涉及軟軟件實(shí)現(xiàn)現(xiàn)的方法法。軟件件同時(shí)應(yīng)應(yīng)提供電電源管理理功能，以以盡可能能充分降降低節(jié)點(diǎn)點(diǎn)功耗。b).無(wú)線線傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)可采采用分級(jí)級(jí)結(jié)構(gòu)，在分級(jí)結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)被分為簇，每個(gè)簇又由一個(gè)簇頭和多個(gè)簇成員組成，這些簇頭形成了高一級(jí)的網(wǎng)絡(luò)。在高一級(jí)的網(wǎng)絡(luò)中，又可以分簇，再次形成更高一級(jí)的網(wǎng)絡(luò)，直至最高級(jí)。在分級(jí)的結(jié)構(gòu)中，簇頭結(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)簇間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，它可以預(yù)先指定，也可以由結(jié)點(diǎn)使用算法選舉產(chǎn)生。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)簇中都包含傳感節(jié)點(diǎn)，路由處理節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)三個(gè)部分。傳感節(jié)點(diǎn)的任務(wù)是根據(jù)傳感點(diǎn)需要采集不同的所需要的物理量，如溫度，壓力，濕度等等，路由節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)網(wǎng)

27、絡(luò)的路由，接收節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)信號(hào)的接收和處理。為降低對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的功耗需求，可采用多跳路由的方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)簇之間的連接。3).無(wú)線線傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議議的研究究a). 對(duì)對(duì)面向結(jié)結(jié)構(gòu)健康康監(jiān)測(cè)和和靜力/疲勞試試驗(yàn)的無(wú)無(wú)線傳感感網(wǎng)絡(luò)的的網(wǎng)絡(luò)協(xié)協(xié)議，將將分為基基礎(chǔ)層、網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)數(shù)據(jù)管理理與處理理層、應(yīng)應(yīng)用開發(fā)發(fā)環(huán)境層層和應(yīng)用用層。基基礎(chǔ)層以以傳感器器集合為為核心,包括每每個(gè)傳感感器的軟軟、硬件件資源?；A(chǔ)層的的功能包包括監(jiān)測(cè)測(cè)感知對(duì)對(duì)象、采采集感知知對(duì)象的的信息、傳傳輸發(fā)布布信息以以及初步步的信息息處理。網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層以以通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)為核核心,功功能是實(shí)實(shí)現(xiàn)傳感感器與傳傳感器、傳傳感器與與用戶之之間的通

28、通信,網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層包包括通信信網(wǎng)絡(luò)、支支持網(wǎng)絡(luò)絡(luò)通信的的各種協(xié)協(xié)議和軟軟、硬件件資源。數(shù)數(shù)據(jù)管理理與處理理層是以以數(shù)據(jù)管管理與處處理軟件件為核心心,包括括支持?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)的采采集、存存儲(chǔ)、查查詢、分分析等各各種數(shù)據(jù)據(jù)管理,為用戶戶決策提提供有效效的幫助助。應(yīng)用用開發(fā)環(huán)環(huán)境層作作為最底底下的三三層和應(yīng)應(yīng)用層之之間的過(guò)過(guò)渡，為為用戶能能夠在基基礎(chǔ)層、網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層和和數(shù)據(jù)管管理與處處理層的的基礎(chǔ)上上開發(fā)各各種傳感感器網(wǎng)絡(luò)絡(luò)應(yīng)用軟軟件提供供有效的的軟件開開發(fā)環(huán)境境和軟件件工具。應(yīng)應(yīng)用層由由各種網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用用軟件系系統(tǒng)構(gòu)成成。b). ZZigbbee是是在原有有IEEEE 8802.15.4 CComppliaant

29、Raddio協(xié)協(xié)議的基基礎(chǔ)上由由Embber, Frreesscalle, Honneywwelll, IInveensyys, Mittsubbishhi, Mottoroola, Phhiliips andd Saamsuung等等八個(gè)公公司聯(lián)合合提出并并改進(jìn)的的世界上上第一個(gè)個(gè)專為實(shí)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)地地測(cè)控?zé)o無(wú)線傳感感網(wǎng)絡(luò)而而設(shè)計(jì)的的網(wǎng)絡(luò)協(xié)協(xié)議，這這個(gè)協(xié)議議的最大大優(yōu)點(diǎn)就就是比較較好的考考慮了無(wú)無(wú)線傳感感網(wǎng)絡(luò)的的功耗問(wèn)問(wèn)題，同同其他已已有的協(xié)協(xié)議相比比，如藍(lán)藍(lán)牙、IIEEEE 8002.111，該該協(xié)議可可有效降降低無(wú)線線傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的功功耗。另另外該協(xié)協(xié)議的安安全性、容容錯(cuò)性也也較好，適適合節(jié)點(diǎn)點(diǎn)

30、數(shù)目較較多的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。在在本項(xiàng)目目的研究究中，將將研究并并應(yīng)用ZZigbbee協(xié)協(xié)議，并并比較今今后可能能出現(xiàn)的的其他協(xié)協(xié)議，應(yīng)應(yīng)用于結(jié)結(jié)構(gòu)健康康監(jiān)測(cè)和和靜力/疲勞試試驗(yàn)系統(tǒng)統(tǒng)中的無(wú)無(wú)線傳感感網(wǎng)絡(luò)。4). 基基于智能能無(wú)線傳傳感網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的靜力力疲勞勞試驗(yàn)方方法、準(zhǔn)準(zhǔn)則及健健康監(jiān)測(cè)測(cè)方法a). 參考軍軍機(jī)結(jié)構(gòu)構(gòu)靜力疲勞試試驗(yàn)大綱綱及規(guī)范范，設(shè)計(jì)計(jì)基于智智能無(wú)線線傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的靜靜力疲疲勞試驗(yàn)驗(yàn)流程； 對(duì)傳傳感網(wǎng)絡(luò)絡(luò)多節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的測(cè)試試采用物物理時(shí)鐘鐘同步方方法進(jìn)行行同步，同同時(shí)研究究飛機(jī)結(jié)結(jié)構(gòu)靜力力疲勞勞試驗(yàn)時(shí)時(shí)的加載載與網(wǎng)絡(luò)絡(luò)節(jié)點(diǎn)測(cè)測(cè)試的協(xié)協(xié)調(diào)方法法。b). 參參考常規(guī)規(guī)結(jié)構(gòu)健健康監(jiān)測(cè)測(cè)方法，研研究基于

31、于智能無(wú)無(wú)線傳感感網(wǎng)絡(luò)的的的結(jié)構(gòu)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)監(jiān)測(cè)及損損傷識(shí)別別方法。5). 基基于智能能無(wú)線傳傳感網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的靜力力/疲勞和和結(jié)構(gòu)健健康監(jiān)測(cè)測(cè)實(shí)驗(yàn)研研究依托中航一一集團(tuán)全全尺寸飛飛機(jī)結(jié)構(gòu)構(gòu)靜力/疲勞航航空科技技重點(diǎn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室，選選取典型型的航空空結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)件，如如飛機(jī)大大型壁板板、盒段段，進(jìn)行行上述無(wú)無(wú)線傳感感網(wǎng)絡(luò)技技術(shù)在結(jié)結(jié)構(gòu)健康康監(jiān)測(cè)和和靜力/疲勞試試驗(yàn)中的的功能驗(yàn)驗(yàn)證，同同時(shí)通過(guò)過(guò)實(shí)驗(yàn)，研研究對(duì)無(wú)無(wú)線傳感感器網(wǎng)絡(luò)絡(luò)性能的的評(píng)價(jià)方方法，通通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)完善基基于智能能無(wú)線傳傳感網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的靜力力疲勞勞試驗(yàn)方方法、準(zhǔn)準(zhǔn)則及健健康監(jiān)測(cè)測(cè)方法?？尚行苑治鑫觯貉芯克枷霝闉樯暾?qǐng)者者在研究究了所在在實(shí)驗(yàn)室室相關(guān)課課題組

32、成成員所積積累的經(jīng)經(jīng)驗(yàn)的基基礎(chǔ)上提提出的，這這些經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)包括了了十幾年年有關(guān)結(jié)結(jié)構(gòu)健康康監(jiān)測(cè)的的研究經(jīng)經(jīng)驗(yàn)及對(duì)對(duì)無(wú)線傳傳感網(wǎng)絡(luò)絡(luò)在國(guó)內(nèi)內(nèi)外最新新研究進(jìn)進(jìn)展的把把握。研研究方案案也參考考了大量量國(guó)際上上無(wú)線傳傳感網(wǎng)絡(luò)絡(luò)技術(shù)的的最新進(jìn)進(jìn)展，方方法比較較成孰。申申請(qǐng)者的的指導(dǎo)老老師及相相關(guān)課題題組成員員一直長(zhǎng)長(zhǎng)期從事事結(jié)構(gòu)健健康監(jiān)測(cè)測(cè)、傳感感技術(shù)、信信號(hào)信息息處理及及人工智智能等方方面的研研究，在在這方面面具有較較豐富的的經(jīng)驗(yàn)并并已取得得不少進(jìn)進(jìn)展，其其中在結(jié)結(jié)構(gòu)健康康監(jiān)測(cè)方方面的研研究成果果先后獲獲國(guó)家發(fā)發(fā)明三等等獎(jiǎng)1項(xiàng)項(xiàng)及其他他省部級(jí)級(jí)科技進(jìn)進(jìn)步獎(jiǎng)66項(xiàng)，這這些進(jìn)展展有一些些可在本本項(xiàng)目的的研究中

33、中加以應(yīng)應(yīng)用。課課題的前前期準(zhǔn)備備充分，申申請(qǐng)者所所在的課課題組較較熟悉國(guó)國(guó)外的相相關(guān)產(chǎn)品品。申請(qǐng)者所在在實(shí)驗(yàn)室室已于220022年從美美國(guó)Crrosss Boow公司司購(gòu)買了了2套MMOTEE MIICA無(wú)無(wú)線傳感感器開發(fā)發(fā)平臺(tái)，220044年又購(gòu)購(gòu)買了22套MOOTE MICCAZ系系統(tǒng)，為為實(shí)踐實(shí)實(shí)驗(yàn)方案案提供了了良好的的平臺(tái)。課課題組成成員已熟熟悉該套套系統(tǒng)的的全部性性能及相相關(guān)TiinyOOS軟件件操作系系統(tǒng)。申申請(qǐng)者所所在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室已經(jīng)經(jīng)利用該該無(wú)線傳傳感網(wǎng)絡(luò)絡(luò)系統(tǒng)同同多主體體協(xié)作技技術(shù)結(jié)合合初步構(gòu)構(gòu)成了一一個(gè)分布布式結(jié)構(gòu)構(gòu)健康監(jiān)監(jiān)測(cè)，實(shí)實(shí)現(xiàn)了結(jié)結(jié)構(gòu)連接接件失效效和集中中載荷的的定位

34、監(jiān)監(jiān)測(cè)，該該系統(tǒng)已已于20004申申請(qǐng)了國(guó)國(guó)家發(fā)明明專利（專專利申請(qǐng)請(qǐng)?zhí)枺?2000410006556677.6 ）。申請(qǐng)者所在在課題組組已經(jīng)在在完全熟熟悉Moote軟軟硬件的的基礎(chǔ)上上，初步步研制出出我們自自己的無(wú)無(wú)線傳感感節(jié)點(diǎn)，圖一為所初步研制的無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)照片，這套系統(tǒng)的性能與Mica系統(tǒng)相當(dāng)。申請(qǐng)者參與了這套無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)的研制工作，主要參與了A/D轉(zhuǎn)換器、信號(hào)調(diào)理電路、電源及其電源管理電路的設(shè)計(jì)和封裝工作，有基于此基礎(chǔ)開發(fā)創(chuàng)新的能力。圖一 初步步研制的的無(wú)線傳傳感器節(jié)節(jié)點(diǎn)本項(xiàng)目組所所在的南南京航空空航天大大學(xué)航空空科技智智能材料料與結(jié)構(gòu)構(gòu)重點(diǎn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)長(zhǎng)期以來(lái)來(lái)一直集集中從事事智能材材

35、料結(jié)構(gòu)構(gòu)方面的的研究，取取得了一一批高水水平研究究成果，同同德國(guó)宇宇航院、美美國(guó)斯坦坦福大學(xué)學(xué)、馬里里蘭大學(xué)學(xué)、伊利利諾伊大大學(xué)、加加拿大航航空航天天研究院院、印度度宇航院院等國(guó)際際同行建建立有長(zhǎng)長(zhǎng)期合作作交流關(guān)關(guān)系。這這些國(guó)際際合作非非常有助助于課題題組了解解最新國(guó)國(guó)際研究究動(dòng)態(tài)，不不斷完善善研究方方案。此此外課題題組成員員以思想想活躍，精精力充沛沛的青年年人為主主，為課課題的完完成提供供了人員員的保障障。因此此本項(xiàng)目目的研究究是可行行的。4.項(xiàng)目的的特色與與創(chuàng)新點(diǎn)點(diǎn)（500字以內(nèi)內(nèi)）研究無(wú)線傳傳感器網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)術(shù)應(yīng)用于于結(jié)構(gòu)健健康監(jiān)測(cè)測(cè)和強(qiáng)度度試驗(yàn)的的新方法法，針對(duì)對(duì)飛機(jī)靜靜力/疲勞試試驗(yàn)展

36、開開探索以以彌補(bǔ)領(lǐng)領(lǐng)域空白白。5.對(duì)項(xiàng)目目的興趣趣所在和和已有的的知識(shí)積積累或?qū)崒?shí)踐基礎(chǔ)礎(chǔ)申請(qǐng)者和課課題組成成員通過(guò)過(guò)大一、大大二兩學(xué)學(xué)年的學(xué)學(xué)習(xí)，已已經(jīng)掌握握了模擬擬電路、數(shù)數(shù)字電路路、材料料力學(xué)及及C+等程序序語(yǔ)言等等與所申申請(qǐng)的項(xiàng)項(xiàng)目研究究相關(guān)的的各科知知識(shí)。其中，課題題組成員員秦顯慧慧已經(jīng)大大量閱讀讀學(xué)習(xí)了了有關(guān)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議議、編寫寫程序等等方面的的資料，并并且有過(guò)過(guò)硬的編編程能力力，開始始嘗試編編寫無(wú)線線節(jié)點(diǎn)接接收發(fā)送送所需協(xié)協(xié)議；成成員張紅紅通過(guò)閱閱讀相關(guān)關(guān)書籍，熟熟悉了電電路設(shè)計(jì)計(jì)應(yīng)用軟軟件的使使用方法法以及了了解了節(jié)節(jié)點(diǎn)的理理論結(jié)構(gòu)構(gòu)后，已已經(jīng)進(jìn)入入實(shí)驗(yàn)室室開始了了設(shè)計(jì)工工作。申

37、請(qǐng)者已經(jīng)經(jīng)在南京京航空航航天大學(xué)學(xué)智能材材料研究究所參與與研究工工作了一一段時(shí)間間，對(duì)這這個(gè)項(xiàng)目目已經(jīng)比比較熟悉悉。在此此期間，申申請(qǐng)者參參與了已已經(jīng)初步步研制出出的無(wú)線線傳感節(jié)節(jié)點(diǎn)的研研制工作作，主要要參與了了A/DD轉(zhuǎn)換器器、信號(hào)號(hào)調(diào)理電電路、電電源及其其電源管管理電路路的設(shè)計(jì)計(jì)和封裝裝工作，有有基于此此基礎(chǔ)開開發(fā)創(chuàng)新新的能力力。申請(qǐng)請(qǐng)者已有有研究成成果以會(huì)會(huì)議文章章的形式式在國(guó)內(nèi)內(nèi)會(huì)議上上交流匯匯報(bào)，近近期的會(huì)會(huì)議有由由交通部部科教司司組織召召開的“大跨徑徑橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)損傷傷預(yù)警及及狀態(tài)評(píng)評(píng)估技術(shù)術(shù)研討會(huì)會(huì)”。申請(qǐng)請(qǐng)者目前前正在參參加開發(fā)發(fā)高精度度無(wú)線傳傳感器節(jié)節(jié)點(diǎn)的研研究，預(yù)預(yù)期達(dá)到到測(cè)試精精度達(dá)到到0.11%，測(cè)測(cè)量范圍圍達(dá)50000微應(yīng)應(yīng)變。申申請(qǐng)者和和課題組組成員對(duì)對(duì)所申請(qǐng)請(qǐng)項(xiàng)目涉涉及的領(lǐng)領(lǐng)域非常常感興趣趣，并且且在這個(gè)個(gè)項(xiàng)目上上投入了了很大的的熱情和和精力，努努力做出出創(chuàng)新的的成果，獲獲得預(yù)期期的成績(jī)績(jī)。申請(qǐng)者的指指導(dǎo)老師師及所在在實(shí)驗(yàn)室室