АВТОМАТИЧНА ІДЕНТИФІКАЦІЯ ПОШКОДЖЕНЬ З ВИКОРИСТАННЯМ БЕЗДРОТОВИХ СЕНСОРІВ, ПОБУДОВАНИХ НА ДЕШЕВІЙ ЕЛЕМЕНТНІЙ БАЗІ

Анотація

Важливість досліджень, спрямованих на структурний моніторинг архітектурних споруд, зумовлена щільністю забудови, старінням та впливом агресивних умов середовища експлуатації. У роботі акцентовано на розробці Сенсорної збірки, з одного боку, економічно дешевої та доцільної до застосування у системах моніторингу, з іншого боку, сенсорний вузол не повинен поступатися за технічними характеристиками і обчислювальними можливостями існуючим рішенням. Першочергово проаналізовано наявні мікропроцесорні та мікроконтролерні сенсорні вузли щодо вибору найвживаніших архітектурних рішень для бездротових сенсорних вузлів. Таким чином, для прототипу сенсорного вузла вперше вибрано мікроконтролер ST Microelectronics STM32WB55CG із вбудованим ядром бездротового зв’язку. Вперше в одному сенсорному вузлі використано комбінацію з декількох акселерометрів ST Microelectronics LIS3DSH, а саме трьох з метою підвищення відмовостійкості прототипу. Відмінною рисою цієї роботи є пошук і застосування ефективних алгоритмів ідентифікації та моніторингу стану конструкції для недорогих сенсорних вузлів. Дослідження доводить, що використання нейромережевих алгоритмів вимагає наявність великої бази даних в неушкодженому стані для навчання, а час, витрачений як на навчання, так і на ідентифікацію, потребує від мікроконтролера значних обчислювальних потужностей, що робить такі алгоритми недоцільними для використання в динамічних системах реального часу. Отже, зібрано прототип бездротового сенсора, що відповідно пройшов випробування на архітектурній споруді біля залізниці, щоб перевірити чутливість сенсорного вузла. Дослідження отримано результати порівняння двох статистичних алгоритмів ідентифікації пошкоджень, таких як евклідова норма та відстань Махаланобіса.