[發明專利]一種橋梁傾斜及動態參數監測傳感器及檢測方法

在審

• 申請號: 202110026205.7
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112857318A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 亢雨婕;金衛;黃暢悅
• 申請（專利權）人: 重慶開謹科技有限公司
• 主分類號: G01C9/00
• 分類號: G01C9/00;G01H17/00;G05B19/042;G08C17/02;H02J7/35
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 武君

本發明涉及傾角傳感器領域，為一種橋梁傾斜及動態參數監測傳感器及檢測方法，供電模塊包括太陽能充電單元、充電選擇開關單元及用于給傳感器供電的鋰電池，太陽能充電單元的輸出端與鋰電池電連接，充電選擇開關單元用于單一選擇太陽能充電單元或鋰電池給射頻模塊供電；射頻模塊用于使MCU與外界進行無線通信；MCU包括STM32L051C6T6單片機，STM32L051C6T6單片機通過SPI總線與傾角傳感SCL3300芯片通信連接。通過太陽能供電節能環保，采用無線傳輸及太陽能加鋰電池的供電方式解決了常規安裝時無法布線的問題，接收機也使用電池供電，真正意義做到全無線，安裝方式便攜多樣。采用載波偵聽空中喚醒技術實現網關在有數據時喚醒并處理數據，無數據時自動休眠，實現基站部分的低功耗。

技術領域

本發明涉及傾角傳感器技術領域，具體涉及一種橋梁傾斜及動態參數監測傳感器及檢測方法。

背景技術

橋梁作為交通中重要一環，在發展經濟的過程中起著非常重要的作用。但是橋梁在使用過程中，會因為老化或者不可預見因素導致性能下降或質量隱患，嚴重的會發生坍塌事故。為了確保橋梁使用過程的安全，應對橋梁的承載能力進行定期檢測評估或對橋梁的重要參數進行長期的實時監測。

橋梁的水平測量是一個重要的指標，橋梁只有保持精準水平才能避免因角度偏移造成傾斜坍塌等經濟損失。傳統橋梁的角度測量有方向觀測法、全組合測角法等，測量點之間采用有線連接，走線極為困難。另一方面，若采用無線傳感器采集數據，無線式橋梁測量系統包括橋梁撓度、應力應變、固有頻率、傾角等參數，數據采用無線方式傳輸，而常規無線傳感器網絡傳感部分采用電池供電，但在網關部分采用常規供電。

發明內容

本發明提供了一種橋梁傾斜及動態參數監測傳感器，解決了以上所述的傾角傳感器耗電嚴重的技術問題。

本發明為解決上述技術問題提供了一種橋梁傾斜及動態參數監測傳感器，包括傾角傳感SCL3300芯片，包括供電模塊、射頻模塊及MCU；

所述供電模塊包括太陽能充電單元、充電選擇開關單元及用于給傳感器供電的鋰電池，所述太陽能充電單元的輸出端與所述鋰電池電連接，所述充電選擇開關單元用于單一選擇太陽能充電單元或鋰電池給射頻模塊供電；

所述射頻模塊用于使MCU與外界進行無線通信；

所述MCU包括STM32L051C6T6單片機，所述STM32L051C6T6單片機通過SPI總線與所述傾角傳感SCL3300芯片通信連接，且通過IO口給所述傾角傳感SCL3300芯片供電。

優選地，所述供電模塊還包括電壓檢測單元，所述電壓檢測單元包括SGM2554AYN5G/TR芯片，所述SGM2554AYN5G/TR芯片的VIN輸入端與所述太陽能充電單元的輸出端電連接。

優選地，所述太陽能充電單元包括MPPT控制電路，所述MPPT控制電路包括CN3065芯片，所述CN3065芯片的電源輸入端與所述太陽能充電單元的輸出端電連接，所述CN3065芯片的電源輸出端與所述鋰電池電連接。

優選地，所述充電選擇開關單元包括一次性鋰電池供電選擇電路及太陽能供電選擇電路；

所述一次性鋰電池供電選擇電路包括SGM2554AYN5G/TR芯片，該芯片的電源輸入端與鋰電池連接，輸出端與射頻模塊供電端電連接；

太陽能供電選擇電路包括RT9013-33GB芯片，該芯片的電源輸入端與太陽能充電單元的輸出端電連接，輸出端與射頻模塊供電端電連接。

優選地，所述STM32L051C6T6單片機的PA4引腳、PA5引腳、PA6引腳及PA7引腳分別與所述傾角傳感SCL3300芯片的CSB引腳、SCK引腳、MISO引腳及MOSI引腳電連接。

優選地，所述STM32L051C6T6單片機的PB0引腳與所述傾角傳感SCL3300芯片的VDD引腳電連接。