无线传感器网络在机载系统故障预测与健康管理的应用研究

随着故障预测与健康管理(prognostics and health management,PHM)技术的快速发展,如何采集机载系统的数据并进行传输成为目前困扰研究人员的一大难题.无线传感器网络(wireless sensornetworks,WSNs)凭借其体积小、布置简单、无线传输等特点为解决机载PHM系统的数据采集提供了一种全新的手段.首先分析国内外机载系统无线传输技术的研究现状,深入探讨了无线传感器网络在机载系统运用的关键技术,然后针对机载燃油测量系统,给出了一种基于WSNs的PHM数据采集设计框架,并讨论了相应的功能模块设计,最后,指明了未来的研究方向.

机载无线传感器网络技术研究

探讨无线传感器网络技术在智能飞行器中应用的可能性,在分析当前机载无线传感器网络技术研究成果基础之上,分析了机载无线传感器网络的需求及任务,并给出了一种可能的机载无线传感器网络体系架构,最后对机载无线传感器网络的关键技术进行了描述,为下一步国内开展机载无线传感器网络应用模式研究、原型系统研制及关键技术突破奠定基础。

机载无线传感器网络技术应用及适航性研究

对机载无线传感器网络(WSN)技术未来在飞机上应用的可能性以及面临的适航问题进行了分析,给出了该技术适航审定基础制定的建议,并研究了机载WSN的符合性设计和验证方法,为WSN技术在飞机上的开发应用提供参考。

机载PHM中的无线传感器网络功率控制算法

由于机载环境的复杂性,机载故障预测与健康管理(PHM)系统采用无线传感器网络(WSNs)技术进行数据采集。鉴于机载PHM对消息传输高实时性的要求,需要通过功率控制来优化网络拓扑,减少网络平均长度。提出一种基于小世界理论的功率控制算法(PCS),该算法通过添加捷径来降低网络平均路径长度,并采用遗传算法对捷径进行优化,得到通信代价较小、网络平均路径长度较短的捷径。仿真结果表明:PCS算法优化了网络拓扑,缩短了网络平均路径长度,提高了信息传输速率,并且在较大的传感器网络环境下也具有较好的适用性。

无线传感器网络组织结构研究

无线通信、嵌入式计算以及传感器技术的不断发展为传感器网络开辟了广阔的发展空间,无线传感器网络技术已成为当前研究热点。在描述了传感器网络的特点和两种典型组织结构的基础上,针对特定的局部现场应用,结合Agent相关技术理论,提出了AWSN(AgentedWirelessSensorNetwork)新型传感器网络结构。

机载无线传感器小型化微带天线设计

针对机载无线传感器网络对天线小型化的需求,采用对辐射贴片开矩形槽的方法,设计了一种机载无线传感器小型化微带天线。选用F4BTM材料作为微带天线的介质基板,提高基板抗振强度,辐射贴片开槽延长电流的有效路径,降低天线谐振频率,实现了60 mm×60 mm尺寸的小型化天线设计。利用HFSS软件对天线进行了仿真计算,并在天线暗室进行了参数测试,测试结果表明:中心频率915 MHz,带宽3.52 MHz,天线方向±47°,增益-2.7 dB,可以满足无线传感器系统使用要求。

空中无线传感网复杂路径自主部署技术研究

为了能够完成对真实环境中复杂目标路径的监测,提出了一种基于虚拟力的三维空中无线传感器网络复杂路径自主部署算法,该算法创新性地采用由复杂路径产生的"引力曲线"构建虚拟力场,使无线传感器网络中的节点能够自适应地完成对复杂目标路径的覆盖。仿真实验表明,与传统的虚拟力算法相比,该算法的部署过程更为迅速,路径覆盖率、均匀度均有较大提升。