桥梁无线传感系统设计与分析

为满足桥梁监测的要求,对采集的数据实现无线传输,设计了数据无线采集传输系统.以STM微处理器和振弦式传感器为核心元件,对桥梁应变进行监测分析.分析了振弦式传感器的工作原理,对比分析了两种传统的激振原理,并结合两种激振方式的优缺点,提出了对低压扫频激振原理的改进方法,对激振电路进行了优化设计,同时设计了基于NRF905无线传感网络,完成了数据采集的无线发送和接收.实验结果表明:改进后的激振电路测量精度小于0.1％,系统工作稳定,无线传输功能满足桥梁监测要求.     

无线传感器网络及相关问题研究

无线传感器网络（WSN）由大量具有数据感知、信息处理和无线通信能力的传感节点组成,节点间以无线多跳的无中心方式连接,集合了传感测量、微电机系统（MEMS）、嵌入式计算以及网络通信等多门学科。通过对无线传感器网络的组织结构、管理技术和体系结构的理论研究,分析了其特征。剖析了无线传感器网络中面临的安全威胁,并提出了有效的解决方案。针对无线传感器网络的特点,设计高效、安全的无线传感器网络是非常具有挑战性和现实意义的工作,无线传感器网络的应用领域会更加广泛。     

用于应变监测的无线传感器网络节点的设计

针对结构健康监测中应变监测系统的器件连线复杂、维修难度大的特点,设计了用于应变监测的无线传感器网络节点,其中,包括多通道应变传感信号调理电路模块、数字处理模块和无线收发模块的开发。对用于应变监测的无线传感器网络节点进行了标定,并通过无线传感器网络的载荷定位试验验证了用于应变监测的无线传感器网络节点抗干扰性强,实时性好,具有较高的稳定性和可靠性。     

基于ZigBee技术的煤矿巷道安全监测系统设计

针对煤矿巷道顶板安全监测采用有线网络采集数据存在布线工作繁琐、操作不方便、成本高和效率低等问题,设计了基于ZigBee技术的煤矿巷道安全监测系统。该系统通过无线应力计自动测量煤矿巷道顶板应力,利用计算机分析煤矿巷道顶板的应力应变参数,评估煤矿巷道的安全性。测试结果表明,该系统具有误差小、操作方便、成本低、效率高等优点。     

振弦式应变传感器在井筒应变测量中的应用

针对目前煤矿井筒应变测量中存在测量数据不稳定、传感器寿命短等问题,设计了一种智能型振弦式应变传感器。该传感器可以采集井筒井壁的微小形变及环境温度,并将采集的数据通过M-BUS通信接口传输给上位监控计算机,实现井筒状态的实时监测和报警功能。实际应用表明,该智能型振弦式应变传感器运行可靠、测量准确、使用寿命长,对煤矿安全生产起到了重要的作用。     

无线传感网络温湿度采集系统的设计及实现

一直以来,低功耗以及远距离传输是无线传感器网络多点测量的两大不足,成为阻碍其进一步普及的瓶颈;利用无线传感网络分布式多点测量的特点,设计了基于IRIS节点无线传感网络的温湿度采集系统,介绍了系统整体框架和软件体系的设计及实现过程,并进行了温湿度采集实验;实验结果表明,节点可通过无线通信方式形成一个多跳的自组织网络系统,网络具有自愈功能,节点能够精确地采集和处理温湿度数据,节点间可以成功地进行通信,具有低功耗和远距离传输的优点.     

基于ZigBee的社区无线抄表系统设计

论文针对无线传感器网络技术在抄表系统中的应用,研究并设计了基于ZigBee的社区无线抄表系统.系统采用ZigBee构建无线传感器网络进行社区内电表数据信息的采集和传递,然后通过GPRS公网将数据传送至电表集抄中心,实现了远程查看和管控.主要介绍了无线抄表系统的结构、ZigBee网络中各类节点的硬件结构和软件流程.无线抄表系统具有布网简单易行、节约能耗、稳定性较高以及易于远程维护等优点.     

红外瓦斯无线传感检测系统设计与实现

针对煤矿瓦斯测量精度问题,在研究矿井瓦斯检测技术的基础上,基于红外光谱吸收原理,采用无线传感网络技术,设计了红外瓦斯无线传感检测系统,该系统采用差分检测技术,利用数据拟合解调出出瓦斯浓度,并利用ZigBee无线网络技术组建检测网络,实现了矿井瓦斯浓度的精确探测;实验结果表明,通过对11组数据进行测量和比较,红外瓦斯无线传感网络检测系统的平均绝对误差为0.091%,实现了瓦斯浓度的全量程精确检测,具有探测灵敏度高、测量误差小、传输距离远和组网灵活等优点,能够满足矿井瓦斯浓度检测的需求,具备了实用基础。     

结构应变的无线监测及融合技术

针对结构应变监测,设计了一类无线应变传感装置,并对该装置采集的数据进行了数据融合处理.,介绍了无线应变传感器的硬件集成;描述了基于算术平均值的无线应变传感器信息融合方法;结合应变的无线测试实验,应用数据融合技术对测量数据加以分析处理.研究表明:所集成的无线应变传感器,安装简单、携带方便;采用了数据融合处理的应变信号更加准确;基于数据融合的无线应变传感器适合在现场测试中应用.     

无线扭矩-转速传感器在传动轴测试中的应用

设计了一种应变式无线扭矩传感器,同时集成了转速测量功能,在测量传动轴扭矩时,同时能准确的测量出转速。该传感器节点内置独立的高精度桥路电阻和放大调理电路,可以通过上位机软件,实现1/4桥、1/2桥、全桥测量方式的自动切换,兼容了各种类型的桥路传感器。节点通过无线数字信号传输,将测得的应变及转速值无线发送到上位机数据测试系统,该传输方式消除了传统采用的长电缆传输带来的噪声干扰,使得整个测量系统具有很高的测量精度和很强的抗干扰能力。通过工程实际应用,测试结果显示,本无线扭矩-转速传感器稳定可靠。     

基于无线通信的配电网用户实时防窃电系统设计

由于传统系统存在防窃效果差的问题,结合无线通信网络,提出了配电网用户实时防窃电系统设计。根据系统总体结构,将无线通信网络作为载体,以现场RS-485总线为主要通讯方式设计硬件终端,通过双向通信向主站传递信息。采用ADE7758芯片作为防窃电主站核心芯片,保证各相电流在1000:1动态范围内误差最小,将通信接口与SPI兼容串行接口相连接,保证计量参数全部传递。采用无线网络接入方式设计无线通信服务器供电线路,使每一级负荷点计量都可用作实时通讯数据。采用.NET Remoting设计系统软件功能,通过计算主负荷节点用电量和实际线损率,实现配电网用户实时防窃电系统设计。由实验结果可知,该系统最高防窃效果可达到98%,确保配电网的可靠运营。     

采用自供电无线传感网络的电线安全监测系统

电线故障会引起火灾,对电线温度、电流进行在线监测能预防事故发生。设计了采用自供电无线传感网络的电线安全监测系统,系统由传感节点、中继节点、路由节点、服务器和客户端组成。采用自供电技术解决无线传感网络监测系统中传感节点不能持续供能的问题,对传感节点工作状态进行控制以降低传感节点能耗,传感节点具有体积小、能耗低、不用更换电池等特点。分析自供电条件下,无线传感网络的网络结构,引入中继节点,延伸通信距离。将系统用于电线安全监测,该系统通信可靠、工作时间长、数据实时、人机操作方便,为电线安全的监测提供了技术支持。     

新一代大坝智能数据采集终端的设计与实现

随着大坝岩土监测系统中传感器测量技术的快速发展,各种测量原理(差阻式、振弦式、电压电流型、电容式、智能通讯型等)的传感器得到了大量应用。出现了同一测量地点,使用不同测量原理传感器进行数据对比和校准的情况。并且在后期的维护和数据分析中,多种类传感器之间进行替换,这就要求自动数据采集装置具备任意通道接入多种类型传感器并能进行数据读取和存储的功能。同时随着无线通信的快速发展,对其数据传输方式也提出了更高的要求。装置不仅能通过串口和网口来实现各种数据的交互,也应具备通过手机WiFi实现数据交互和通过4G/GPRS或NB-lot无线技术进行实时数据召测、历史数据读取、参数修改、应用程序远程升级的功能。该装置由于其在上下位机交互,工作稳定性等多方面的优势,特别是远程程序升级技术在实际工程中得到了成功的应用,为水利工程的安全监测提供了准确可靠的数据。     

基于有线和无线设计的大型风电场通信系统

从运行的安全性和可靠性角度考虑,要求大型风电场具有完善的监控系统。在分析了现有风电场监控系统的有线和无线传输方式的优劣性基础上,针对有线介质不可预知的破坏可能和海上风电运行维护不便等问题,提出了一种以太网和地面无线测控网相结合的大型风电场监控通信系统。该系统满足大型风电场传递大量数据的要求,并能解决就地监控与中央监控之间的通信备份;同时还可实现远程监控、中央监控和就地监控之间实时、可靠和安全的通信。     

电子设备诊断系统中RFID系统与ZigBee网络混合组网的设计与实现

针对传统的条形码识别管理系统数据实时性差,自动化程度低,以及单一的RFID管理系统因为与服务器的有线通信而受到的诸多限制缺点,提出了一种将搜集电子设备健康信息的RFID射频识别系统整合到ZigBee无线网络中的无线数据传输方案。该方案将RFID阅读器和ZigBee终端集成为ZigBee-RFID节点,可实现两个网络的混合组网。实际测试结果表明,本设计可以使RFID系统和ZigBee网络良好的结合,从而解决传统RFID阅读器布局受限的问题,具有一定的实用性和推广价值。     

CDMA在ITS图像传输中的应用

介绍了CDMA无线传输与有线传输的优势.着重介绍了CDMA无线传输在ITS(智能交通系统)中对违章车辆图像传输的应用,特别是针对CDMA无线网络的特性,设计相应的网络传输方式,制定相应的网络传输协议,采用适用的计算机软件技术来实现图像的及时、准确地传输.通过大量实验和交叉路口的实际使用,基于CDMA无线数据传输系统完全满足对违章车辆图像传输的要求,取得了较好的效果.     

ISM与4G网络融合的无线热计量云系统设计与实现

针对我国建筑能耗监测系统中热计量数据远程采集难度大,建筑内部近距离计量节点部署不灵活等问题,将ISM无线网络技术和4G网络技术相融合应用于热计量数据的采集、转换、传输和处理过程中,对ISM网络热计量节点有效组网方式和4G网络数据传输转换方法进行了研究,构建了ISM与4G网络融合的无线热计量系统,提出了一种基于云服务器的远程热计量数据采集平台,并在后期实践中验证了系统功能的可靠性。研究结果表明,使用ISM网络可以方便灵活地对建筑内部热计量节点进行近距离数据采集,降低线路铺设改造成本,结合4G网络和云服务器TCP/IP技术进行远程数据传输与处理可以高效地对热计量数据在云端进行集中实时优化管理,同时也为多种类型的远程热计量数据应用提供了一种解决方案。     

一种超低功耗无线震动传感器设计

为实现长期无人值守的震动测量与目标识别,设计了一种超低功耗无线震动传感器.该传感器采用磁电式敏感元件来获取震动信号,通过信号调理、数据采集、数据分析、数据存储和无线通信的软硬件设计,完成目标识别和数据传输.通过免供电传感和双处理器设计实现超低功耗工作,利用无线传感器网络监测模式构建无线、分布式震动监测网络.试验结果表明:该传感器能够完成震动信号测量并识别履带车和行人这两种典型目标,电流仅有30μA,预计可连续工作200天以上.     

基于CC1000的电力系统无线温度采集系统的设计

针对传统数据传输有线网络成本较高,传输中干扰较大的问题,结合无线传输成本较低、干扰较少的优点,设计了一种基于CC1000的无线温度数据采集系统,介绍了系统的基本工作原理、硬件设计和软件实现。系统结构简单,成本低,功耗低,设置方便,不需传输介质即可采集多点数据,克服了有线网络的缺点。系统在实际应用中具有较好的稳定性和较高的通信效率,能满足无线通信网络传输及组网的要求。