技術(shù)特征：

1.一種基于無(wú)線通訊的土木工程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述基于無(wú)線通訊的土木工程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)處理模塊，電源模塊，第一無(wú)線數(shù)據(jù)通訊收發(fā)模塊,第二無(wú)線數(shù)據(jù)通訊收發(fā)模塊，中央處理單元，數(shù)據(jù)服務(wù)器和無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，所述的數(shù)據(jù)采集模塊與數(shù)據(jù)處理模塊及電源模塊相連，起到信息采集的作用；所述的數(shù)據(jù)處理模塊與數(shù)據(jù)采集模塊及電源模塊相連，起到數(shù)據(jù)處理及轉(zhuǎn)換的作用；所述的第一無(wú)線數(shù)據(jù)通訊收發(fā)模塊與數(shù)據(jù)處理模塊及電源模塊相連，起到無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)傳遞的作用；所述的電源模塊與采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊及第一無(wú)線數(shù)據(jù)通訊收發(fā)模塊相連，起到提供電源的作用；所述的第二無(wú)線數(shù)據(jù)通訊收發(fā)模塊與中央處理單元相連，起到無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)傳遞的作用；所述的中央處理單元與第二無(wú)線數(shù)據(jù)通訊收發(fā)模塊及數(shù)據(jù)服務(wù)器相連，起到數(shù)據(jù)計(jì)算的作用；所述的數(shù)據(jù)服務(wù)器與中央處理單元相連，起到數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析的作用；所述的無(wú)線通訊起到第一無(wú)線數(shù)據(jù)通訊收發(fā)模塊與第二無(wú)線數(shù)據(jù)通訊收發(fā)模塊之間無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸作用；

所述數(shù)據(jù)采集模塊具體包括溫度傳感器、加速度傳感器及應(yīng)變傳感器，所述的溫度傳感器與數(shù)據(jù)處理模塊相連，起到采集木工程結(jié)構(gòu)溫度數(shù)據(jù)作用；所述的加速度傳感器與數(shù)據(jù)處理模塊相連，起到采集木工程結(jié)構(gòu)加速度物理量數(shù)據(jù)作用，所述的應(yīng)變傳感器與數(shù)據(jù)處理模塊相連，起到采集土木工程結(jié)構(gòu)的應(yīng)變物理量的信號(hào)的作用；溫度傳感器具體采用TMP102數(shù)字溫度傳感器；加速度傳感器具體采用型號(hào)為ADXL335三軸加速度傳感器；應(yīng)變傳感器具體采用型號(hào)為CL-YB-11應(yīng)變傳感器；數(shù)據(jù)處理模塊具體采用型號(hào)為四核處理器3.3Gi5CPU；電源模塊具體采用不間斷的UPS供電電源,型號(hào)為山特C2K2KVA1600W；所述第一無(wú)線數(shù)據(jù)通訊收發(fā)模塊、第二無(wú)線數(shù)據(jù)通訊收發(fā)模塊，該第一無(wú)線數(shù)據(jù)通訊收發(fā)模塊、第二無(wú)線數(shù)據(jù)通訊收發(fā)模塊均具體采用型號(hào)為工業(yè)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊CDMA DTU；中央處理單元具體采用AMD四核處理器；該數(shù)據(jù)服務(wù)器具體采用DL180Gen9惠普服務(wù)器；該無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)具體采用為CDMA網(wǎng)絡(luò)。

2.如權(quán)利要求1所述的基于無(wú)線通訊的土木工程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)置有收斂加密單元，所述收斂加密單元的收斂加密方法包括：

(1)數(shù)據(jù)擁有者首先計(jì)算數(shù)據(jù)m的哈希值h(m)，其中h(·)是密碼學(xué)中的一個(gè)強(qiáng)哈希函數(shù)，h(m)作為加密數(shù)據(jù)m的密鑰；

(2)用h(m)加密數(shù)據(jù)，假設(shè)E是一個(gè)對(duì)稱密鑰加密函數(shù)，則產(chǎn)生的密文就是E_h(m)(m)；

(3)用所有的授權(quán)用戶的公鑰加密h(m)，密文是：(C，C′)，其中C＝E_h(m)(m)，C′＝F_PK(h(m))，F(xiàn)是一個(gè)公鑰加密函數(shù)，PK是公鑰；

(4)數(shù)據(jù)只能被授權(quán)用戶解密，合法用戶首先用自己的私鑰解密得到h(m)，最后用h(m)來(lái)恢復(fù)m，表示如下：

3.如權(quán)利要求1所述的基于無(wú)線通訊的土木工程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一無(wú)線數(shù)據(jù)通訊收發(fā)模塊設(shè)置有無(wú)線體域網(wǎng)極限容量計(jì)算單元，所述無(wú)線體域網(wǎng)極限容量計(jì)算單元的無(wú)線體域網(wǎng)計(jì)算方法如下：

利用Laguerre多項(xiàng)式計(jì)算得到：

$C={\∫}_0^{\mathrm{\∞}}{\log }_2(1+\frac{1}{n_t}\mathrm{\ξ}\mathrm{\λ}\underset{k=0}{\overset{m-1}{\Σ}}\frac{k!}{\left(k+n+m\right)!}{\[L_k^{n-m}\left(\mathrm{\λ}\right)\]}^2{\mathrm{\λ}}^{n-m}{e}^{-\mathrm{\λ}}d\mathrm{\λ};$

其中，m＝min(N_t,N_r)；

n＝max(N_t,N_r)；

為次數(shù)為k的Laguerre多項(xiàng)式；

如果令λ＝n/m，可以推導(dǎo)出如下歸一化后的信道容量表示式；

$\underset{n\→\mathrm{\∞}}{\lim }\frac{C}{m}=\frac{1}{2\mathrm{\π}}{\∫}_{v_1}^{v_2}{\log }_2\left(1+\frac{m\mathrm{\ξ}}{N_t}v\right)\sqrt{(\frac{v_2}{v}-1\left(1-\frac{v_1}{v}\right)}dv;$

其中，

$v_2={(\sqrt{\mathrm{\τ}}+1)}^2;$

在快速瑞利衰落的情況下，令m＝n＝N_t＝N_r，則v₁＝0，v₂＝4；

漸進(jìn)信道容量為：

$\underset{n\→\mathrm{\∞}}{\lim }\frac{C}{n}=\frac{1}{\mathrm{\π}}{\∫}_0^4{\log }_2\left(1+\mathrm{\ξ}v\right)\sqrt{(\frac{1}{v}-\frac{1}{4})}dv;$

利用不等式：

log₂(1+x)≥log₂(x)；

式簡(jiǎn)化為：

$\underset{n\→\mathrm{\∞}}{\lim }\frac{C}{n}=\frac{1}{\mathrm{\π}}{\∫}_0^4{\log }_2\left(\mathrm{\ξ}v\right)\sqrt{\left(\frac{1}{v}-\frac{1}{4}\right)}dv\≥{\log }_2\left(\mathrm{\ξ}\right)-1.$

4.如權(quán)利要求1所述的基于無(wú)線通訊的土木工程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述第二無(wú)線數(shù)據(jù)通訊收發(fā)模塊設(shè)置有無(wú)線信任值計(jì)算模塊，所述無(wú)線信任值計(jì)算模塊的信任值計(jì)算方法包括以下步驟：

步驟一，采集節(jié)點(diǎn)間不同時(shí)間片的交互次數(shù)，根據(jù)得到的數(shù)據(jù)建立時(shí)間序列，通過(guò)三次指數(shù)平滑法來(lái)預(yù)測(cè)節(jié)點(diǎn)間下一個(gè)時(shí)間片的交互次數(shù)，將交互次數(shù)預(yù)測(cè)值與實(shí)際值的相對(duì)誤差作為節(jié)點(diǎn)的直接信任值；采集網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j之間的n個(gè)時(shí)間片的交互次數(shù)：

選取一定時(shí)間間隔t作為一個(gè)觀測(cè)時(shí)間片，以觀測(cè)節(jié)點(diǎn)i和被測(cè)節(jié)點(diǎn)j在1個(gè)時(shí)間片內(nèi)的交互次數(shù)作為觀測(cè)指標(biāo)，真實(shí)交互次數(shù)，記作y_t，依次記錄n個(gè)時(shí)間片的y_n，并將其保存在節(jié)點(diǎn)i的通信記錄表中；

預(yù)測(cè)第n+1個(gè)時(shí)間片的交互次數(shù)：

根據(jù)采集到的n個(gè)時(shí)間片的交互次數(shù)建立時(shí)間序列，采用三次指數(shù)平滑法預(yù)測(cè)下一個(gè)時(shí)間片n+1內(nèi)節(jié)點(diǎn)i和j之間的交互次數(shù)，預(yù)測(cè)交互次數(shù)，記作計(jì)算公式如下：

${\hat{y}}_{n+1}=a_n+b_n+c_n;$

預(yù)測(cè)系數(shù)a_n、b_n、c_n的取值可由如下公式計(jì)算得到：

$a_n=3{\hat{y}}_{n+1}^{\left(1\right)}-3{\hat{y}}_{n+1}^{\left(2\right)}+{\hat{y}}_{n+1}^{\left(3\right)};$

$b_n=\frac{\mathrm{\α}}{2{(1-\mathrm{\α})}^2}\[(6-5\mathrm{\α}){\hat{y}}_{n+1}^{\left(1\right)}-2(5-4\mathrm{\α}){\hat{y}}_{n+1}^{\left(2\right)}+(4-3\mathrm{\α}){\hat{y}}_{n+1}^{\left(3\right)}\];$

$c_n=\frac{{\mathrm{\α}}^2}{2{(1-\mathrm{\α})}^2}\[{\hat{y}}_{n+1}^{\left(1\right)}-2{\hat{y}}_{n+1}^{\left(2\right)}+{\hat{y}}_{n+1}^{\left(3\right)}\];$

其中：分別是一次、二次、三次指數(shù)平滑數(shù)，由如下公式計(jì)算得到：

$\begin{array}{c}{\hat{y}}_{n+1}^{\left(1\right)}=\mathrm{\α}\×y_n+\left(1-\mathrm{\α}\right)\×{\hat{y}}_n^{\left(1\right)}\\ {\hat{y}}_{n+1}^{\left(2\right)}=\mathrm{\α}\×{\hat{y}}_{n+1}^{\left(1\right)}+\left(1-\mathrm{\α}\right)\×{\hat{y}}_n^{\left(2\right)}\\ {\hat{y}}_{n+1}^{\left(3\right)}=\mathrm{\α}\×{\hat{y}}_{n+1}^{\left(2\right)}+\left(1-\mathrm{\α}\right)\×{\hat{y}}_n^{\left(3\right)}\end{array};$

是三次指數(shù)平滑法的初始值，其取值為：

${\hat{y}}_0^{\left(1\right)}={\hat{y}}_0^{\left(2\right)}={\hat{y}}_0^{\left(3\right)}=\frac{y_1+y_2+y_3}{3};$

α是平滑系數(shù)(0＜α＜1)，體現(xiàn)信任的時(shí)間衰減特性，即離預(yù)測(cè)值越近的時(shí)間片的y_t權(quán)重越大，離預(yù)測(cè)值越遠(yuǎn)的時(shí)間片的y_t權(quán)重越小；一般地，如果數(shù)據(jù)波動(dòng)較大，且長(zhǎng)期趨勢(shì)變化幅度較大，呈現(xiàn)明顯迅速的上升或下降趨勢(shì)時(shí)α應(yīng)取較大值(0.6～0.8)，增加近期數(shù)據(jù)對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果的影響；當(dāng)數(shù)據(jù)有波動(dòng)，但長(zhǎng)期趨勢(shì)變化不大時(shí)，α在0.1～0.4之間取值；如果數(shù)據(jù)波動(dòng)平穩(wěn)，α應(yīng)取較小值(0.05～0.20)；

計(jì)算直接信任值：

節(jié)點(diǎn)j的直接信任值TD_ij為預(yù)測(cè)交互次數(shù)和真實(shí)交互次數(shù)y_n+1的相對(duì)誤差，

步驟二，采用多路徑信任推薦方式而得到的計(jì)算式計(jì)算間接信任值；收集可信節(jié)點(diǎn)對(duì)節(jié)點(diǎn)j的直接信任值：

節(jié)點(diǎn)i向所有滿足TD_ik≤φ的可信關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)詢問(wèn)其對(duì)節(jié)點(diǎn)j的直接信任值，其中φ為推薦節(jié)點(diǎn)的可信度閾值，根據(jù)可信度的要求精度，φ的取值范圍為0～0.4；

計(jì)算間接信任值：

綜合計(jì)算所收集到的信任值，得到節(jié)點(diǎn)j的間接信任值TR_ij，其中，Set(i)為觀測(cè)節(jié)點(diǎn)i的關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)中與j節(jié)點(diǎn)有過(guò)交互且其直接信任值滿足TD_ik≤φ的節(jié)點(diǎn)集合；

步驟三，由直接信任值和間接信任值整合計(jì)算得出綜合信任值，綜合信任值(T_ij)的計(jì)算公式如下：T_ij＝βTD_ij+(1-β)TR_ij，其中β(0≤β≤1)表示直接信任值的權(quán)重，當(dāng)β＝0時(shí)，節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j沒(méi)有直接交互關(guān)系，綜合信任值的計(jì)算直接來(lái)自于間接信任值，判斷較客觀；當(dāng)β＝1時(shí)，節(jié)點(diǎn)i對(duì)節(jié)點(diǎn)j的綜合信任值全部來(lái)自于直接信任值，在這種情況下，判斷較為主觀，實(shí)際計(jì)算根據(jù)需要確定β的取值。