无线传感网络时间同步方法及建筑结构健康监测系统技术方案

本发明专利技术提供了无线传感网络时间同步方法及建筑结构健康监测系统；其中，无线传感网络中节点间通过自上而下、三次信息交互的方式完成时间同步，并作为建筑结构健康监测系统中的感知层，以采集待监测建筑结构的监测数据，并将监测数据通过信息传输层发送至云平台管理应用层；云平台管理应用层接收监测数据，并对监测数据进行分析，生成待监测建筑的健康评估结果，从而在建筑结构内部利用无线通信技术对建筑结构进行健康监测，即通过低功耗扩频通信技术实现了信号在跨越多重楼板或墙体情况下的强穿透、广覆盖和低功耗传输，保证了传感器网络的时间同步。网络的时间同步。网络的时间同步。

【技术实现步骤摘要】
无线传感网络时间同步方法及建筑结构健康监测系统


[0001]本专利技术涉及建筑监测
，尤其是涉及无线传感网络时间同步方法及建筑结构健康监测系统。

技术介绍

[0002]目前，高层建筑数量越来越多，且，建筑物的使用年限较长，建筑外部激振、内部设备异常振动可能导致结构振动幅值过大、变形过大、舒适性降低以及群众恐慌等，因此，对高层建筑进行结构的健康监测具有重要意义。
[0003]为了对建筑结构进行健康监测，现有考虑时间同步的无线基础设施监测系统主要采用GPS（Global Positioning System，全球定位系统）授时同步或者常规无线通信技术（如紫蜂协议ZigBee、无线网络通信技术Wi
‑
Fi和蓝牙等）实现时间同步，但是，GPS及常规无线电信号具有穿透能力弱的缺点，难以用于高层建筑内部无线电信号被结构构件隔绝的拒止环境，例如，对于建筑内部时间同步信号需要穿透多层楼板或墙体的场景不适用，因此，如何在建筑结构内部利用无线通信技术对建筑结构进行健康监测，并保证时间同步精度是亟需解决的问题。r/>
技术实现思路
<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无线传感网络时间同步方法，其特征在于，所述无线传感网络包括父节点以及多个子节点，所述方法包括：所述父节点获取基准时钟，并向距离所述父节点最近的所述子节点发送同步Sync报文；其中，所述同步Sync报文携带有所述父节点的发送时刻；所述子节点记录接收所述同步Sync报文的接收时刻，并向所述父节点发送同步请求Req报文；其中，所述同步请求Req报文携带有所述接收时刻，以及所述同步请求Req报文的发送时刻；所述父节点接收所述同步请求Req报文，并向所述子节点反馈Resp报文；其中，所述Resp报文携带有所述同步请求Req报文的接收时刻和所述Resp报文的发送时刻；所述子节点记录接收所述Resp报文的接收时刻，以及所述子节点修正本地时钟前的修正时刻，并根据所述发送时刻、所述接收时刻、所述发送时刻、所述接收时刻、所述发送时刻、所述接收时刻和所述修正时刻计算得到时钟差值，并根据所述时钟差值对所述修正时刻进行时间同步修正，得到修正后的系统时间；所述子节点同步完成后，将所述系统时间发送至与该子节点通信连接的下一子节点，以使所述下一子节点完成时间同步，以此类推，直至最后一个所述子节点完成时间同步。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述发送时刻、所述接收时刻、所述发送时刻、所述接收时刻、所述发送时刻、所述接收时刻和所述修正时刻计算得到时钟差值的步骤，包括：根据下式计算所述时钟差值：根据下式计算所述时钟差值：其中，表示所述时钟差值，表示线性漂移率。3.一种建筑结构健康监测系统，其特征在于，所述系统包括感知层、信息传输层和云平台管理应用层；其中，所述感知层包括多个节点，且，多个所述节点基于权利要求1~2任一项所述的无线传感网络时间同步方法实现时间同步；所述感知层，用于采集待监测建筑结构的监测数据，并将所述监测数据通过所述信息传输层发送至所述云平台管理应用层；其中，所述监测数据包括每个所述节点采集的监测数据，所述监测数据包括以下至少之一：建筑内应力数据、加速度数据、速度数据、位移数据、建筑沉降数据、倾斜度数据和裂缝数据；所述云平台管理应用层，用于接收所述监测数据，并对所述监测数据进行分析，以生成所述待监测建筑的健康评估结果。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，多个所述节点包括根节点、多个中继节点、以及末端节点；其中，所述根节点设置在所述待监测建筑的顶层，所述末端节点设置在所述待监测建筑的底层，所述待监测建筑的顶层和底层之间依次部署多个所述中继节点。5.根据权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊琛，黄杰，解琳琳，刘力子，龙武剑，罗启灵，梅柳，李利孝，吴环宇，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：