用于鐵軌壓力監(jiān)測(cè)的無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、我國鐵路建設(shè)近幾年取得了重大進(jìn)展，為保障鐵路系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行，本文使用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)鐵軌壓力的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。但同時(shí)由于監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)是大空間范圍分布，利用電纜供電較為困難，故設(shè)計(jì)了一種基于逆磁致伸縮效應(yīng)的新型壓電換能器為監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)提供電能。
　　首先，從鐵軌的特定工作環(huán)境以及磁致伸縮材料性質(zhì)出發(fā)，我們對(duì)壓電換能器結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化，分別從理論模型分析和ANSYS壓磁-壓電比擬法仿真分析兩個(gè)方面研究該方案的可行性，結(jié)果顯示該

2、換能器能夠較好的滿足節(jié)點(diǎn)的供電需求。
　　其次，根據(jù)逆磁致伸縮換能器的自供電大小，設(shè)計(jì)了一套基于CC2430+GPRS（SIM300C）的鐵軌壓力無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。分析了傳感器節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)各功能模塊的硬件結(jié)構(gòu)電路設(shè)計(jì)，搭建了一套穩(wěn)定、低功耗的硬件系統(tǒng)。并詳細(xì)闡述了系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)：包括傳感器節(jié)點(diǎn)的定時(shí)采集、定時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)流程；匯聚節(jié)點(diǎn)CC2430組建最小跳數(shù)場(chǎng)路由、接收發(fā)送傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)、與STM32的串口通信以及GPRS發(fā)送數(shù)據(jù)和接收