基于ZigBee的多信道多点无线桥梁应变监测系统设计

发布时间：2021-06-16 17:39

　　针对桥梁施工与运行中的安全监测需求,提出了一种基于Zig Bee的多信道多点无线桥梁应变监测系统。本系统以CC2530,STM32为核心,采集多点应变数据并以多信道的方式无线传输至网关和上位机,最终存储至云端服务器,从而克服了现有传统桥梁监测系统成本高、布线复杂、维护困难等问题。实验表明:本系统可以对静态、动态应变进行无线监测,满足桥梁状态监测的需求。 

【文章来源】：传感器与微系统. 2020,39(06)CSCD

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

系统本体框架图

本模块支持四通道同时工作，单通道的调理电路如图2所示，包括应变片工作电路，放大电路以及滤波电路。应变片工作电路由惠斯通电桥和调零电阻组成，桥梁的工作环境较为恶劣，故采用半桥的方式接入温度补偿片，进行温度补偿。应变片受力后电阻发生变化，经过应变片工作电路转换为电压的变化，进而输入模数转换器。放大电路和滤波电路分别使用AD623和OPA340运放芯片搭建，根据实际需要，本模块的放大倍数选为110倍，低通滤波电路的截止频率为25 Hz，应变测量范围可达±3000×10-6。

本系统在等强度梁上与静态电阻应变仪进行了对比实验。等强度梁参数如下:弹性模量E=70 GPa，泊松比μ=0.33，梁长l=240 mm，梁宽b=50 mm，梁厚t=3.94 mm。在给本系统以及静态电阻应变仪调零后，逐个给等强度梁加载5个砝码(2N/个)，应变值对比如表2所示。实验结果表明，本系统与静态电阻应变仪检测结果基本一致。为进一步检验系统的动态测试性能，采集了等强度梁在冲击下的响应数据。如图4所示，从左至右，从上至下依次为载荷为0～5个砝码下，等强度梁—砝码系统的固有频率测试结果。

【参考文献】：
期刊论文
[1]无线传感器网络在桥梁健康监测中的应用[J]. 俞姝颖,吴小兵,陈贵海,戴海鹏,洪卫星.  软件学报. 2015(06)
[2]ZigBee技术简介[J]. 穆乃刚.  电信技术. 2006(03)
[3]基于ZigBee的无线网络技术及其应用[J]. 顾瑞红,张宏科.  电子技术应用. 2005(06)
[4]无线传感器网络能量有效性的研究[J]. 吴光斌,梁长垠.  传感器技术. 2004(07)



本文编号：3233502