袁慎芳， 凌必赟， 任元强， 高 尚

(南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室 南京，210016)



一种面向航空结构的具有穿透能力的无线节点

袁慎芳， 凌必赟， 任元强， 高 尚

(南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室 南京，210016)

针对结构健康监测中应用的无线节点结构穿透能力差的问题，提出了一种面向航空结构的具有穿透能力的433 MHz无线节点的设计方法。给出了节点的详细硬件设计及通讯协议设计方法，实验对比了所设计节点和常规应变测试系统的应变测试结果，验证了节点设计方法的正确性。在封闭飞机机翼盒段内部布置节点，实验对比了所设计节点和基于2.4 GHz的Telosb节点的通信丢包率。结果表明，所设计节点的结构穿透能力强于Telosb节点。功耗测试结果也表明,所设计节点的功耗小于Telosb节点。

无线应变节点； 结构穿透能力；结构健康监测； 碳纤维复合材料机翼盒段

引 言

近年来，无线传感器网络(wireless sensor networks，简称WSNs)在结构健康监测领域得到了快速发展和广泛应用。相对于有线信号传输，无线传感器网络具有轻质、经济和易维护等优点[1-2]，并且能够在不破坏结构的情况下实现信号的传输。以飞机和船舶结构为例，其内部结构多为封闭或半封闭，且对结构的气密性和水密性有较高的要求，无线传感器能够保证在结构完整性的前提下实现监测功能。目前，无线传感器越来越多地应用于封闭或半封闭结构的健康监测。Knight[3]指出对飞机密闭结构的载荷监测不能采用有线信号传输的方式。……