一种桥梁结构健康监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于桥梁监测技术领域，尤其涉及一种桥梁结构健康监测系统。
【背景技术】
[0002]结构健康监测系统来源于仿生，是多种学科交叉作用的共同产物。传统的实现监测的方式是基于有线的传感器数据采集，但这有许多重要缺陷:最主要的是传感器设备必须通过电缆连接到中心数据采集单元，这样势必有大量的电缆用来铺设、而这是昂贵和耗时的；另外一点就是电缆要预先埋入结构层中以减少测试成本，但这增加了承包商和工程设计师的工作量，电缆损坏也是个大问题，那不是一个最优解。所以无线形式是下一步的方向，也是必然。故用无线传感器网络(WSN)实现结构健康监测是激动人心的。桥梁是我们日常生活中的重要组成部分，它的健康状况直接关系到人民群众日常生活的安危。桥梁健康检测的基本内涵是通过对桥梁结构状态的监控与评估，在特殊气候、交通条件下或运营状况严重异常时发出预警信号，为桥梁维护、维修与管理决策提供依据和指导。
【发明内容】
[0003]本发明就是针对上述问题，提供一种低成本、便捷性好的桥梁结构健康监测系统。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括电源管理电源、数据采集单元、数据处理单元、数据传输单元，其结构要点电源管理电源分别与数据采集单元、数据处理单元、数据传输单元相连，数据采集单元包括压力传感器和加速度传感器，数据处理单元包括AM29F032E芯片、RAMCY62512芯片、MSF43CF14S芯片；数据采集单元、数据处理单元、数据传输单元依次相连。
[0005]作为一种优选方案，本发明所述数据处理单元包括Antennas芯片。
[0006]作为另一种优选方案，本发明所述数据处理单元还包括CC242c芯片。
[0007]本发明有益效果。
[0008]本发明通过利用实验室内的桥梁模型，验证了结构健康监测的需求可以通过无线传感器网络来实现，并且相对于有线方式来讲，无线网络可以布更多的点而不会出现大量的线缆，成本增加不显著；冗余性好，在一个关键点失效后可以通过上位机指令用冗余节点快速替代，而传统的有线方式在一个地方布多个节点会导致线缆大幅增加；结构参数具有整体性，有线的方式只能把数据集中到上位机处理，传感器节点之间互通性不好，而无线网络节点可以互相协调，增加数据传输效率。整个系统基本达到了低成本和便捷性的要求。
【附图说明】
[0009]为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及【具体实施方式】，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的【具体实施方式】仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0010]图1是本发明电路原理框图。
【具体实施方式】
[0011]如图所示，本发明包括电源管理电源、数据采集单元、数据处理单元、数据传输单元，其结构要点电源管理电源分别与数据采集单元、数据处理单元、数据传输单元相连，数据采集单元包括压力传感器和加速度传感器，数据处理单元包括AM29R)32E芯片、RAMCY62512芯片、MSF43CF14S芯片；数据采集单元、数据处理单元、数据传输单元依次相连。
[0012]作为一种优选方案，本发明所述数据处理单元包括Antennas芯片。
[0013]作为另一种优选方案，本发明所述数据处理单元还包括CC242c芯片。
[0014]本发明数据采集单元负责监测区域内信息的采集和数据转换，本设计中选用的传感器都为数字式传感器:压力传感器MS5534和两维数字加速度计ADXL202。数据处理单元是无线传感器网络节点的计算核心。采集环境参数信号，需要采样率很高、数据量大，因此选择了 TI公司的MSP430系列单片机MSP430F149作为MCU，选用了 CY62512V、64K*8bit的RAM，AM29F032B等芯片。数据传输单元模块电路选用Chipcon公司在2003年底推出的一款兼容2.4GHzIEEE802.15.4的无线通信模块CC2420芯片。CC2420基于Chipcon公司的SmartRF 03技术，具有完全集成的压控振荡器，只需要天线等极少外部元器件，便可确保短距离通信的有效性和可靠性，包括众多额外功能，是第一款适用于ZigBee产品的RF器件。数据传输单元模块支持数据传输率达250Kbps，实现了多点对多点的快速组网，系统体积小、成本低、功耗小，适于电池长期供电。电能是传感器网络最珍贵的资源，它决定着传感器网络的寿命。节点的电能一旦耗尽，即宣布其寿命到期并退出网络，由剩下的节点再重新组网。因此节点的电源管理非常重要。在本设计中采用多路器芯片ADG715BRU在I2C总线的控制下选通所用到的传感器，没有用到的传感器不带电，以达到在无数据采集任务时及时关闭电源、节省电能的目的。
[0015]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。
【主权项】
1.一种桥梁结构健康监测系统，包括电源管理电源、数据采集单元、数据处理单元、数据传输单元，其特征在于电源管理电源分别与数据采集单元、数据处理单元、数据传输单元相连，数据采集单元包括压力传感器和加速度传感器，数据处理单元包括AM29F032E芯片、RAMCY62512芯片、MSF43CF14S芯片；数据采集单元、数据处理单元、数据传输单元依次相连。
2.根据权利要求1所述一种桥梁结构健康监测系统，其特征在于所述数据处理单元包括Antennas芯片。
3.根据权利要求1所述一种桥梁结构健康监测系统，其特征在于所述数据处理单元还包括CC242c芯片。
【专利摘要】一种桥梁结构健康监测系统属于桥梁监测技术领域，尤其涉及一种桥梁结构健康监测系统。本发明提供一种低成本、便捷性好的桥梁结构健康监测系统。本发明包括电源管理电源、数据采集单元、数据处理单元、数据传输单元，其结构要点电源管理电源分别与数据采集单元、数据处理单元、数据传输单元相连，数据采集单元包括压力传感器和加速度传感器，数据处理单元包括AM29F032E芯片、RAMCY62512芯片、MSF43CF14S芯片；数据采集单元、数据处理单元、数据传输单元依次相连。
【IPC分类】H04L29-08, H04W84-18, G08C17-02
【公开号】CN104660622
【申请号】CN201310576306
【发明人】田荣侠
【申请人】田荣侠
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年11月18日