文 献 综 述

随着航空工业的发展，空投空降系统的应用越来越广泛。例如空投救灾物资和空投救护人员，航天和航空飞行器的回收伞。但是由于其工作过程是一个高速变化的十分复杂的动态过程，受力状态下材料强度、伸长率等特性与静态情况下有很大差异，目前国内外仍然没有完备的理论与较好的方法对空投空降系统的工作过程中各点的受力情况进行动态测量，因此，研究空投空降系统的动态应力测量系统具有十分重要的现实意义和应用价值。

本文研究基于无线传感器网络的动态应力测量系统，主要研究工作如下：(1)对应力测量系统中所涉及的若干关键技术问题进行了研究，参与了应力测量系统总体方案的设计。(2)对目前应用于无线传感器网络的传输协议进行分析与对比，设计了相应的应力测量系统传输协议TPSMS，协议对应力测量传感器网络各层以及数据帧结构进行设计，为应力测量数据的正常传输提供了保障。(3)针对传感器节点存储能量少，无线传感器网络寿命短的问题，提出了一种基于改进的人工蜂群算法的WSN能耗均衡路由算法RA-ABC。算法首先对传感器网络进行分簇，簇内形成链状结构，并通过在人工蜂群算法中引入交叉、变异的操作，在簇内动态形成一条最短的数据传输路径，使得网络内各节点的能量消耗更加均匀，从而延长传感器网络的寿命。(4)针对测量的应力数据容易出现偏差问题，本文设计了一种基于BP神经网络的应力测量补偿算法SMCABP，对传感器采集的电压与应力之间的转换值进行补偿与修正。实验结果表明，提出的基于BP神经网络的应力测量补偿算法能够较好地解决应力测量数据偏差的补偿问题。

论文研究工作初步实现了基于无线传感器网络的动态应力测量原型系统，并初步尝试了将其应用于降落伞工作时的受力情况测量实验。为解决空投降落系统工作过程中受力情况的测量、传输以及应力测量数据的补偿问题提供了一种解决方案。

一. 选题依据

1.课题背景

随着社会的不断进步以及科学技术的快速发展，具备感知能力的传感器技术也迅速发展起来，并同无线通信网络进行有效地结合共同形成了具备智能感知、高效传输的无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)。无线传感器网络首先对外界环境中的各类信息进行智能地感知与采集，然后采用无线通信的方式即时地对传感器所采集的信息进行传输，让人们对所关注的信息进行实时性监测与处理。由于无线传感器网络能够对各种条件下的信息进行准确地采集与传输，目前已经在军事国防、防恐反恐、交通运输、医疗救治、抗洪救灾、森林防护以及农作物监测等诸多领域得到了广泛的使用^[1]。其本身所具有的独特优势，也使得它已经成为当前国内外重点研究的对象。

在实际应用中，无线传感器节点通常采用随机撒落的方式大量地部署在待监测的区域内，部署后的传感器节点若无特殊需要都将保持静止状态，并采用自主组网的方式进行组网工作。网络内所有的传感器节点需要同时完成数据采集、路由转发以及数据处理等多项功能，节点能量消耗较大，且节点在工作过程中大部分都采用电池进行供电，能量补充比较困难；同时，传感器节点本身是一种集成度较高的设备，受硬件条件的限制，其计算能力、通信能力以及存储能力也都非常有限。基于以上各种因素，决定了运行在传感器网络中的协议与算法都不宜过于复杂且需要考虑能量因素，也要求在网络的设计过程中需要从节点的计算开销、通信代价、能量消耗等各个方面进行综合考虑

以最大程度地延长传感器网络的工作寿命^[2]。

二. 无线传感器网络的现状

(1) 无线传感器网络的主要特性