自供电传感器及物联网系统开发和其在桥梁振动监测中的应用
【学位授予单位】:北京科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:U446
【图文】:
逑压电换能器通过电源管理芯片给节点中的低功耗CPU、低功耗RF通信模块以及加逡逑速度传感器供电。感知节点的电路图如图3-2所示。逡逑ADXL345邋内置实时时钟逡逑A逡逑SWD邋<逦邋|邋传?采集邋|邋|邋RTC] ̄逡逑串逦逦STM32L152逦 ̄ ̄电源逡逑外部i..o邋U逦邋SPI逡逑接口逦逦逦逦逦逡逑_I邋[,;邋逡逑LED逦CC1101逡逑图3-邋1基于ARM的数据采集与处理系统结构图逡逑I-逡逑:曑邋BgT—?_q__邋—逡逑5兹二-二:二二^二::一逦,——T-邋I邋t逡逑II~枺掊义希蒎危疲荆咤义螻iti邋=fe>邋NN逦丨:彻一一二邋"邋r逡逑**?邋^逦pituruin逡逑L_邋--——I邋'逦■邋-逦I逦」1逦]逦■■丨..■“逡逑图3-2数据采集与传输电路图逡逑为保证低功耗和高处理性能,系统采用32位低功耗ARM处理器,并利用高逡逑性能的电池管理方案和高精度的精密MEMS加速度传感器。采用低功耗的电源管逡逑理芯片,对内置电池以及外接电源进行管理。通信使用CC1101射频芯片,利用逡逑GFSK传输方式,提高系统的传输质量,并利用低功耗唤醒技术,最大程度减少功逡逑耗。逡逑系统主要包含以下部分:逡逑?电源管理,用于电池、外接电源的充放电管理;逡逑*加速度传感器,用于米集加速度信号;逡逑*其他元器件
逑CPU模块、数据通信模块、多个数字接口等,其中,传感器采集数据后,通过433逡逑通信模块将数据无线传输至网关。传感器封装示意图如图3-4所示,电源管理芯片逡逑如图3-5所示。逡逑T逦F装口取逡逑i逦W严丨逡逑应力K变传感逦?V逦CPU逡逑*数IB采免接逡逑图3-3传感器硬件示意图逡逑蠢虐逡逑亁乫逡逑攀攀I逡逑图3-4传感器封装示意图逡逑^QOm邋fi!逡逑墨醒HW逡逑灥逡逑图3-5电源管理芯片示意图逡逑本文研发的无线加速度传感器硬件的模块功能介绍如下所示。逡逑(1)电源管理逡逑-25邋-逡逑
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