Structural Health Monitoring (SHM) is a mechanism that is used to determine the origin of any damage in a particular structure and to evaluate the health of civil structures and buildings. In traditional SHM systems, usually, sensors are embedded into a structure and any information sensed from the vibrations of the structure is sent via wires to a central data repository. Such systems suffer from drawbacks like expensive installation and maintenance, unreliable communication in wires etc. Wires in modern SHM systems are being replaced by Wireless Sensor Networks (WSN) that alleviate many disadvantages in traditional wired SHM systems. In this paper, a WSN based SHM system is designed for an airplane with sensors placed at certain optimum locations inside it. The WSN based SHM model for airplane is tested for its performance using OPNET and it is found that the proposed model functions efficiently in a simulated environment

چکیده

پایش سلامت سازه (SHM) را می توان مکانیسمی دانست که از آن برای تعیین ریشه‌ و علت آسیب ها در یک سازه و ساختار خاص و همچنین ارزیابی سلامت سازه ها و ساختمان های مدنی استفاده می شود. به طور معمول در سیستم های SHM متعارف، حسگرها در داخل یک سازه  ادغام شده و هر اطلاعاتی که از ارتعاشات ساختار حس می شود، از طریق سیم ها به یک انبار داده ای مرکزی ارسال می شوند. چنین سیستم هایی با معایبی مانند راه اندازی و نگهداری هزینه بر، ارتباطات ناپایدار در سیم و غیره برخوردار می باشند. شبکه های حسگر بی سیم، جایگزین سیم های موجود در سیستم های SHM مدرن گردیده اند، به گونه ای که با بکار گیری آنها می توان بسیاری از معایب سیستم های SHM سیمی را حذف نمود. در این مقاله، یک سیستم SHM مبتنی بر شبکه حسگر بی سیم را برای یک هواپیما طراحی کرده ایم؛ این هواپیما مجهز به حسگرهایی بوده که در محل های بهینه مرکزی در داخل آن تعبیه شده اند. از ابزار OPNET برای ارزیابی مدل SHM مبتنی بر شبکه حسگر بی سیم برای هواپیما استفاده کردیم و یافتیم که توابع مدل پیشنهادی از عملکردی کارآمد در یک محیط شبیه سازی شده برخوردار می باشد.

1-مقدمه

همه موجودیت های سازه ای، در معرض کاهش طول عمر، از هم پاشیدگی و فرسایش و پارگی قرار می گیرند که دلیل آن را می توان ناشی از حوادث طبیعی و یا حوادث فاجعه انگیز دانست [1]. پایش سلامت سازه (SHM) را می توان تکنیکی دانست که از آن برای تحلیل و ارزیابی ثبات و سلامت ساختار استفاده می شود؛ طول عمر این سازه ها را می توان بر مبنای وضعیت فعلی آنها محاسبه کرد [2]. از تکنیک های SHM در پل ها [3]، هواپیماها [4]، قطارها، ساختمان های بیمارستانی [5] و غیره استفاده شده و حسگرها را نیز می توان مؤلفه هایی اصلی دانست که یک سیستم SHM را تشکیل می دهند. به نقل از [6]، سیستم های SHM متعارف را با واحدهای جمع آوری داده ای آزمایشگاهی که در آن، هر حسگر متصل به یک واحد مرکزی (از طریق کابل کواکسیال) می باشد، مقایسه می کنند...