[實用新型]一種用于土木結構健康監測的無線傳感節點

有效

• 申請號: 201420664729.4
• 申請日: 2014-11-07
• 公開（公告）號: CN204155436U
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 歐進萍;喻言;白石
• 申請（專利權）人: 智性科技南通有限公司
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02
• 代理公司: 蘇州華博知識產權代理有限公司 32232
• 代理人: 魏亮芳

技術領域

本實用新型涉及結構健康監測技術領域，尤其涉及一種用于土木結構健康監測的無線傳感節點。

背景技術

結構健康監測技術是用探測到的響應，結合系統的特性分析，來評價結構損傷的嚴重性、定位損傷位置以及給出修復策略等。結構的狀況是由分析采集到的信號獲得的，因此，信號采集技術是結構健康監測的前提。同時，傳感器系統是結構健康監測系統的重要組成部分，是信號采集技術的必要手段。

目前，土木工程健康監測領域常用的傳感器包括加速度計、應變計、位移計、溫度計、風速風向儀、傾角計等。通常情況下，系統采用有線傳輸方式實現傳感器的信號采集。這種方式接線復雜、布線繁瑣、信號遠距離傳輸誤差大、后期維護費用高昂，給工程中的應用帶來的諸多不便。

另外，土木工程領域傳感器種類多樣，且將待測物理量轉換為被測信號的形式也不盡相同，如模擬信號、數字信號等。對這些信號的采集、處理和傳輸通常需要進行專門的設計，包括相應硬件設計、軟件編制，增加了結構健康監測系統的繁瑣性，目前尚沒有一種通用的技術手段。

因此，一種穩定性更高、信息采集準確、信號傳輸迅速、中心處理可靠、布設工藝方便，用于多類型傳感器的土木工程健康監測的無線傳感節點亟待提出。

實用新型內容

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種性能優越、安裝簡便的用于結構整體、局部以及環境性態監測的無線傳感節點，該節點可采集到多種不同類型傳感器監測數據，監測更全面準確，兼容性好，體積小，易布置，易拆裝，功耗低，可靠性高。

為了達到上述目的，本實用新型的技術方案如下：

一種用于土木結構健康監測的無線傳感節點，包括傳感器接口電路、無線通信電路、微處理電路和電源管理電路，傳感器接口電路包括至少兩個接口，接口的輸入端與外接傳感器相連接，用于接收外接傳感器采集的監測數據，微處理電路分別與傳感器接口電路和無線通信電路相連接。

本實用新型一種用于土木結構健康監測的無線傳感節點包括傳感器接口電路、無線通信電路、微處理電路和電源管理電路。

傳感器接口電路包括至少兩個接口，接口的輸入端與外接傳感器相連接，用于接收外接傳感器采集的監測數據，通過傳感器接口電路與多個不同類型的外接傳感器連接，用于接收外接傳感器的監測數據，多個不同類型的外接傳感器包括：壓電加速度計、力平衡加速度計、機械式風速儀、模擬信號傾角計、振弦式應變計、數字式溫度計、三維超聲風速儀、數字信號傾角計及電容雨量計，可監測多種不同類型的物理量，監測的范圍更廣，更準確。

微處理電路與傳感器接口電路連接，傳感器接口電路將監測數據傳遞給微處理電路，微處理電路對監測數據進行分析、處理和存儲。

無線通信電路包括無線接收電路和無線發送電路，無線通信電路與微處理電路相連接，負責節點與控制中心之間的通信聯系，無線接收電路用于接收控制中心發送的控制信號，無線發送電路用于將分析處理后的數據信息發送給控制中心。

電源管理電路分別與傳感器接口電路、微處理電路和無線通信電路連接，用于對傳感器接口電路、微處理電路、無線通信電路供電。

本實用新型與現有技術相比，其利用無線通信的方法解決了傳統有線傳輸方式接線復雜、布線繁瑣、信號遠距離傳輸誤差大、后期維護不便等缺點，同時本實用新型一種用于土木結構健康監測的無線傳感節點可通用于監測多個不同的物理量，故一個地點只需一個無線傳感節點就可完成多個不同物理量的監測，更易控制。

作為優選的方案，微處理電路包括：微處理芯片、調理電路、時鐘電路和存儲器，微處理芯片分別與調理電路、時鐘電路和存儲器相連接。

采用上述優選的方案，微處理電路采用微處理芯片、調理電路、時鐘電路和存儲器來實現本實用新型無線傳感節點的工作，可靠性高。微處理芯片用于控制無線傳感節點中的各個電路進行工作；調理電路負責對監測數據進行分析和調理；時鐘電路為無線傳感節點提供實時的時鐘管理功能；存儲器用于對監測數據進行存儲。

作為優選的方案，傳感器接口電路包括：模擬信號接口電路，模擬信號接口電路的輸入端與模擬外接傳感器連接，用于接收模擬監測數據；數字信號接口電路，數字信號接口電路的輸入端與數字外接傳感器連接，用于接收數字監測數據。