基于无线传感网络的振动监测系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105424169A(43)申请公布日2016.03.23(21)申请号201510736731.7(22)申请日2015.11.03(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人郭丽娜丁勇丁军帅杨光(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人张利明(51)Int.Cl.G01H17/00(2006.01)H04W84/18(2009.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称基于无线传感网络的振动监测系统(57)摘要基于无线传感网络的振动监测系统，属于工程结构振动及安全监测技术领域。本发明是为了解决现有工程结构振动监测中使用的无线传感网络采用有线方式传递数据信号，测试误差大并且数据传输速率受限的问题。它的加速度传感器芯片用于采集监测点三个轴向的加速度数据，并将该加速度数据传输给数据处理器；数据处理器用于存储接收的加速度数据，并将加速度数据传输给无线信号收发器；无线信号收发器用于将加速度数据以无线形式发送给无线路由器；无线路由器用于实现无线传感器节点与计算机之间的无线通信连接；计算机具有数据采集模块。本发明用于振动监测。CN105424169ACN105424169A权利要求书1/1页1.一种基于无线传感网络的振动监测系统，其特征在于，它包括无线传感器节点(1)、无线路由器(2)和计算机(3)，无线传感器节点(1)包括加速度传感器芯片(1-1)、数据处理器(1-2)、无线信号收发器(1-3)以及电源模块(1-4)，加速度传感器芯片(1-1)用于采集监测点三个轴向的加速度数据，并将该加速度数据传输给数据处理器(1-2)；所述三个轴向为监测点所在位置，加速度传感器芯片(1-1)自身在空间坐标系中的三个坐标轴方向；数据处理器(1-2)用于存储接收的加速度数据，并将加速度数据传输给无线信号收发器(1-3)；无线信号收发器(1-3)用于将加速度数据以无线形式发送给无线路由器(2)；电源模块(1-4)用于为加速度传感器芯片(1-1)、数据处理器(1-2)和无线信号收发器(1-3)提供工作电源；无线路由器(2)用于实现无线传感器节点(1)与计算机(3)之间的无线通信连接；计算机(3)具有数据采集模块，数据采集模块用于存储已经接收的加速度数据，将加速度数据以图形界面进行显示，并控制加速度传感器芯片(1-1)的工作模式。2.根据权利要求1所述的基于无线传感网络的振动监测系统，其特征在于，所述数据处理器(1-2)包括数据采集模块、数据发送模块、命令字接收模块和初始化模块；数据采集模块用于按照指定频率采集加速度传感器芯片(1-1)发送的加速度数据，并将该加速度数据存入既定的数据队列，当既定的数据队列写满后，启动数据发送模块；数据采集模块采集加速度数据的顺序为X轴、Y轴和Z轴；数据发送模块根据数据采集模块的启动指令启动一次数据发送，将既定的数据队列中加速度数据发送给无线信号收发器(1-3)后，清空数据采集模块中既定的数据队列；命令字接收模块用于接收计算机(3)对加速度传感器芯片(1-1)工作模式的启动、停止指令，调控加速度传感器芯片(1-1)的数据采集方向，数据采样频率及采样量程，并控制加速度传感器芯片(1-1)及时响应；初始化模块用于实现加速度传感器芯片(1-1)以及无线信号收发器(1-3)的初始化工作。3.根据权利要求1或2所述的基于无线传感网络的振动监测系统，其特征在于，无线信号收发器(1-3)与无线路由器(2)之间通过Wi-Fi协议实现通信；无线信号收发器(1-3)与计算机(3)均被设置在无线路由器(2)所设定的固定网段内。4.根据权利要求1所述的基于无线传感网络的振动监测系统，其特征在于，无线传感器节点(1)为多个。2CN105424169A说明书1/4页基于无线传感网络的振动监测系统技术领域[0001]本发明涉及基于无线传感网络的振动监测系统，属于工程结构振动及安全监测技术领域。背景技术[0002]工程结构的健康监测，是对工程结构实施实时的监测和诊断，借助无损传感技术，分析布设在结构上的传感器的动态响应，了解结构的动力特性，达到损伤检测的目的。及时发现结构的损伤并对其安全性进行评估，预测结构的性能变化为结构的后期维护提供支撑。因此，结构的健康监测是保证结构安全服役的有效手段。而获得可靠的测试数据则是健康监测分析的重要基础。[0003]传感系统能够拾取结构的动态响应，采集测试数据，是健康监测系统的重要组成部分。目前，工程领域常用的传感器包括加速度传感器、速度传感器、位移传感器、力传感器、倾角传感器等等。其中，加速度可以直接测试，并应用于动态系统的运动微分方程及反问题进行系统参数识别、结