基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研制.pdf

1、一些災(zāi)難性事件如地震等會(huì)對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生肉眼看不到的破壞，這些損傷嚴(yán)重威脅著人類(lèi)的生命財(cái)產(chǎn)安全。通過(guò)對(duì)建筑物的振動(dòng)情況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可以減少甚至避免不必要的損失。此外建筑隨著時(shí)間的推移也會(huì)因?yàn)榍治g、老化、沖刷等影響而逐步退化，產(chǎn)生不安全因素。因此對(duì)建筑物的實(shí)時(shí)、周期監(jiān)測(cè)，顯得十分必要。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)較傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相比具有耗資小、安裝方便、維護(hù)和更新費(fèi)用低等優(yōu)勢(shì)，非常適合對(duì)遠(yuǎn)程環(huán)境、設(shè)備、設(shè)施的狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，應(yīng)用前景十分廣闊。據(jù)此

2、，本文以交通部西部開(kāi)發(fā)項(xiàng)目“橋梁無(wú)線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)”課題為依托，設(shè)計(jì)了一種振動(dòng)監(jiān)測(cè)傳感器節(jié)點(diǎn)并組成無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，可以對(duì)大型結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)測(cè)，為結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)提供數(shù)據(jù)，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。 本文主要介紹系統(tǒng)中無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)以及無(wú)線(xiàn)通訊協(xié)議的實(shí)現(xiàn)。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)采用電池供電，可以使用的電能非常有限，因此節(jié)約無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)的能量是無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)軟硬件設(shè)計(jì)的核心問(wèn)題。本設(shè)計(jì)從節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)到軟件協(xié)議實(shí)現(xiàn)都周繞節(jié)能的核心進(jìn)行。首

3、先，在器件選型上，盡量用低功耗芯片：節(jié)點(diǎn)的微處理器采TI公司的MSP430F149超低功耗單片機(jī)；傳感器采用ANALOG DEVICES公司生產(chǎn)的單片集成加速度傳感器ADXL105；AD轉(zhuǎn)換芯片采用TI公司16位微功耗高速采樣模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器．ADS8325：射頻收發(fā)單元采用nRF905。其次，在協(xié)議設(shè)計(jì)上，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于CSMA/CA的媒體接入控制方式，在非工作時(shí)間內(nèi)節(jié)點(diǎn)處于低功耗模式。定時(shí)時(shí)間到，一個(gè)采集周期開(kāi)始，節(jié)點(diǎn)進(jìn)入工作模