基于UWB的隧道结构健康监测系统
本资源主要介绍了一种基于UWB（Ultra Wide Band，超宽带）技术的隧道结构健康监测系统的设计和实现。该系统旨在解决隧道结构健康监测中的问题，例如隧道使用时间增加导致的结构老化、拱顶沉降、管片破损、错台和渗漏水等问题。
系统设计部分：
1. 系统总体设计：本系统的设计主要分为两个部分：硬件平台和软件平台。硬件平台主要包括UWB无线通信单元、电源管理单元、flash数据存储单元、时钟单元等。软件平台主要负责隧道结构健康状态信息的采集、转换、存储、传输等功能。
2. 硬件平台设计：硬件平台的设计主要集中在UWB无线通信单元、电源管理单元、flash数据存储单元、时钟单元等方面。这些模块的设计旨在确保系统的稳定性和可靠性。
3. 软件平台设计：软件平台的设计主要集中在隧道结构健康状态信息的采集、转换、存储、传输等功能方面。软件平台还负责对传感器数据的处理和分析，例如纠错检错算法和小波去噪等。
4. 数据处理和分析：为了保障传感器数据的可靠性，系统设计了纠错检错算法并嵌入到底层节点中，降低在存储和传输过程数据的错误。同时，系统还采用小波去噪的方法对数据进行预处理，并采用随机森林算法建立隧道健康监测评价体系，对隧道状态信息进行分析和评价。
5. 系统试验验证：系统的试验验证结果表明，所开发系统可方便实时地对隧道结构进行监测和诊断，具有较好的应用前景。
关键技术和算法：
1. UWB技术：UWB技术是本系统的核心技术，负责无线通信单元的设计和实现。
2. ECC算法：ECC算法是纠错检错算法的一种，用于保障传感器数据的可靠性。
3. 小波去噪算法：小波去噪算法用于对数据进行预处理，降低数据中的噪声。
4. 随机森林算法：随机森林算法用于建立隧道健康监测评价体系，对隧道状态信息进行分析和评价。
本系统的设计和实现旨在解决隧道结构健康监测中的问题，提供了一种高稳定性和性价比的隧道结构健康监测系统。
