基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的振動監(jiān)測系統(tǒng)的研制.pdf

1、一些災(zāi)難性事件如地震等會對建筑物的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生肉眼看不到的破壞，這些損傷嚴(yán)重威脅著人類的生命財產(chǎn)安全。通過對建筑物的振動情況實時監(jiān)測，可以減少甚至避免不必要的損失。此外建筑隨著時間的推移也會因為侵蝕、老化、沖刷等影響而逐步退化，產(chǎn)生不安全因素。因此對建筑物的實時、周期監(jiān)測，顯得十分必要。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)較傳統(tǒng)的監(jiān)測系統(tǒng)相比具有耗資小、安裝方便、維護和更新費用低等優(yōu)勢，非常適合對遠(yuǎn)程環(huán)境、設(shè)備、設(shè)施的狀況進行監(jiān)測，應(yīng)用前景十分廣闊。據(jù)此

2、，本文以交通部西部開發(fā)項目“橋梁無線監(jiān)測技術(shù)研究與開發(fā)”課題為依托，設(shè)計了一種振動監(jiān)測傳感器節(jié)點并組成無線網(wǎng)絡(luò)，可以對大型結(jié)構(gòu)進行振動監(jiān)測，為結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測提供數(shù)據(jù)，具有重要的應(yīng)用價值。 本文主要介紹系統(tǒng)中無線傳感器節(jié)點的設(shè)計以及無線通訊協(xié)議的實現(xiàn)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點采用電池供電，可以使用的電能非常有限，因此節(jié)約無線傳感器節(jié)點的能量是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)軟硬件設(shè)計的核心問題。本設(shè)計從節(jié)點硬件設(shè)計到軟件協(xié)議實現(xiàn)都周繞節(jié)能的核心進行。首

3、先，在器件選型上，盡量用低功耗芯片：節(jié)點的微處理器采TI公司的MSP430F149超低功耗單片機；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)計上，設(shè)計實現(xiàn)了基于CSMA/CA的媒體接入控制方式，在非工作時間內(nèi)節(jié)點處于低功耗模式。定時時間到，一個采集周期開始，節(jié)點進入工作模