张仕明，陈伟民，章 鹏，刘显明，雷小华

(重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室，重庆 400044)

应变是表征结构受力的重要参数，成为结构监测中不可或缺的部分。常规的应变测量采用现场总线系统，信号通过数据总线传输到控制端。随着无线传感器网络的发展，无线系统在结构健康监测中应用越来越多［1－3］。与有线系统相比，无线系统无需考虑布线，大大节省了人力物力。但无线网络多采用电池供电，节点能耗问题至关重要。因为它们通常运行在难以接近的恶劣甚至危险的远程环境中，电池无法轻易更换，如何延长节点的生命周期成为无线网络的核心问题。

现有的无线传感器网络中所采用的传感器一部分为无源器件，正常工作时可自发输出电信号，如压电类、磁电类传感器；另一部分功耗低，如温度、湿度传感器。在这些应用中，节点功耗主要是由无线收发电路所产生，因此能耗研究主要集中在对无线通信协议的改进［4－6］。在应变测量系统中，使用的传感器是电阻应变片，为纯电阻性元件。当提供驱动电压时，应变片本身将消耗能量，其功率较大，在无线节点整体功耗中占较大的比例。同时，当对应变测量的精度提出要求时，功耗也会随之发生变化，常表现为精度越高，功耗也越大。正因为如此，应变测量一直未被广泛用于无线传感器网络。

为了实现无线应变测量在结构健康监测中的应用和推广，必须解决系统功耗较大的问题。……