机敏混凝土电阻率层析成像的实验研究

电阻率层析成像(ERT)是新近发展起来的结构健康监测(SHM)中的一种可视性检测技术.结合机敏混凝土的功能特性,从实验方面对这种技术进行了详细研究,分析了激励电压、电极数量、电极尺寸等因素的影响,介绍了测试系统的组成和构件电阻率的测量,系统的成像结果得到了预期的效果.     

高精度无线应变测量系统硬件设计

无线应变测量系统无需考虑布线,装卸快速,受到人们的日益关注.但精度不够高的缺点限制了其广泛应用.提高精度的有效途径是在硬件设计时控制电路中的误差,对电路中的精度影响因素进行了系统分析,推导出电桥电压噪声、运放噪声、量化噪声与系统精度的定量关系,并提出了电路设计中各部分的精度指标.以此为依据,采用高精度恒流稳压电源,简化滤波电路等手段,设计了相应的信号处理、数据采集和无线收发电路,并选用低功耗器件以降低系统功耗.试验结果表明:该系统测量精度为0.245％,总功率最大时为178 mW,相关系数为0.998,多次测量重复性好,系统满足设计要求.     

应变测量数据无线传输的实现

介绍了无线收发数传MODEM模块PTR2000,将其应用到应变测量数据的传输中.     

基于Zigbee的无线动态应变测量

ZigBee是一种低速率、低成本、低功耗的短程无线网络协议。利用最新的Zigbee无线传感器网络技术和零漂移数字可设增益应变放大器对传统的应变测量在技术上进行改进,使得应变测量更方便、灵活和准确。作者给出其测量方案的精密激励电源、仪表放大电路、DAC调零和射频硬件电路以及Zigbee无线网络协议软件设计。所设计的应变测量模块具有体积小、精度高、功耗低、配置灵活的特点。实际应用表明,该设计满足技术方案的要求并已成功地应用于桥梁和机械应变测试系统中。     

基于振弦传感器的应变无线测量系统设计

针对传统振弦式应变测量手段的缺点与不足,设计了一种基于振弦式传感器的应变无线测量系统。整个系统通过ARM来控制,并通过通用分组无线业务（ GPRS）网络组成无线通信网络,实现了完全无人值守测量和系统的远程控制以及数据的无线传输。系统采样太阳能供电,可以更好地适应现场和野外试验不方便布线和取电的场合;系统具有大容量数据存储能力,无线传输数据的能力,具有高可靠性、高精度、适应性强、低成本等诸多优点,该测量系统使用方便,功能强大,智能化,必将有良好的应用前景。     

井下分布式无线应力监测系统设计

为解决煤矿下现有集中式控制应力监测系统可靠性差、施工困难的问题,基于分布式控制无线传感器网络,设计了适用于煤矿下复杂环境的分布式应力监测通信系统,详细介绍了系统总体结构、硬件电路及软件设计。以分布式无线Zig Bee为核心设计无线终端采集节点,实时获取井下支护设备应力。协调器节点数据通过CAN总线上传至上位机后进行数据处理。实验测试表明,系统实时性好,可靠性强,能够满足实际监测需求。     

基于Wi-Fi无线传感网的应变测量系统设计

针对工程结构应变测量需求,设计了基于Wi-Fi无线传感网的应变测量系统。在明确系统架构的基础上,应用ADR431BRZ芯片、AD823I仪表放大器、ADSI274芯片设计了传感器节点的传感单元,应用STM32芯片设计处理单元,应用USR-C322Wi-Fi模块设计通信单元,应用SPX3819M5芯片、OPA2227高精度低噪音运放设计电源单元。同时,对传感器系统无线组网方式进行设计分析,并从信号采集流程设计、上位机软件设计两方面,对系统软件进行设计。测试结果表明,该系统的误差小,运行稳定,能够满足工程结构应变测量需求。     

用于污水处理的无线传感网络监测系统研制

传统的污水治理采用的是人工检测,在采集水质带回实验室的过程中会增加检测的成本,而无线传感技术的运用解决了成本昂贵、耗费人力、水质发生变化等方面的问题。无线传感网络运用数字信号处理的方式,将水质的分析数据通过传感器传入电脑中,起到监测水质的作用。     

无线应变测量节点的精度与功耗综合分析

在无线传感器网络中,一般采用电池供电,如何取得精度和功耗的平衡十分重要。应变片功耗与其他传感器相比大得多,直接决定无线节点总功耗。系统设计时,不但要考虑电路参数和器件噪声对精度的影响,功耗分析也很必要。从无线节点整体框架出发,系统分析了模拟和数字电路中精度和功耗的影响机理,建立了完整的理论模型。精度和功耗同时受电桥电压影响,电桥电压越高,精度越高,但功耗也越大,精度与功耗相互制约。以电桥电压和器件参数为影响因素,提出了在保证测量精度的同时,减小电路功耗的方法。在设计无线应变测量节点时,该研究可以为实现系统精度和功耗的平衡提供理论指导。     

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.     

Development of a wireless stress/strain measurement system integrated with pressure-sensitive nickel powder-filled cement-based sensors

A wireless stress/strain measurement system is developed by integrating with pressure-sensitive sensors for health monitoring of concrete structures. The pressure-sensitive stress/strain sensors are fabricated by using nickel powder-filled cement-based composite. The wireless stress/strain measurement system integrated with these sensors is tested with compressive stress/strain in the range from 0 MPa/0 μ to 2.5 MPa/311.5 μ for performance evaluation. Experimental results indicate that the electrical resistivity of pressure-sensitive nickel powder-filled cement-based stress/strain sensors changes linearly and reversibly with the compressive stress/strain, and its fractional change goes up to 42.719% under uniaxial compression. The relationship between input (compressive stress/strain) and output (the fractional change in electrical resistivity) of the wireless stress/strain measurement system integrated with pressure-sensitive sensors is Δρ = −0.16894σ/Δρ = −1336.5. The wireless stress/strain measurement system can be used to achieve a sensitivity to stress/strain of 16.894% MPa⁻¹/0.13365%μ⁻¹ (a gauge factor of 1336.5) and a stress/strain resolution of 150 Pa/0.02 μ. The newly developed wireless stress/strain measurement system integrated with pressure-sensitive nickel powder-filled cement-based sensors has such advantages as high sensitivity to stress/strain, high stress/strain resolution, simple circuit and low energy consumption.     

基于物联网的智能家居远程无线监控系统设计

基于ARM920T内核的S3C2440、嵌入式Web服务、QT技术、无线组网技术,设计了智能家居监控系统,系统由智能家居主机、ZigBee/Wi-Fi无线传感控制网络、智能家居客户端软件组成。系统完成了智能家居主机的硬件和软件设计：在ARM平台上移植嵌入式Linux操作系统;使用gSOAP工具建立嵌入式Web服务;配置USB转串口驱动、无线Wi-Fi网卡驱动;组建ZigBee无线传感控制网络,完成对协调器节点以及终端节点的程序设计,制定了数据通信协议;使用QT技术设计客户端程序。最后,重点测试ZigBee网络的建立、终端节点入网和传感器节点数据传输。测试结果表明网络中的传感器节点能够将检测的信息传送到协调器中,智能家居客户端软件能够通过智能家居主机完成对家居环境的远程监测和控制。     

基于无线传感器网络的智能家居系统的应用

利用无线传感器网络设计智能家居系统﹐可以使家居系统更加智能化和人性化。基于此,文章首先介绍了无线传感器网络,然后分析了基于该网络的智能家居系统的设计方案。从分析结果来看,该系统具有较好的可扩展性和性价比,能够更好地满足室内家居的智能控制需求。     

基于无线传感器网络的智能家居系统的应用

利用无线传感器网络设计智能家居系统﹐可以使家居系统更加智能化和人性化。基于此,文章首先介绍了无线传感器网络,然后分析了基于该网络的智能家居系统的设计方案。从分析结果来看,该系统具有较好的可扩展性和性价比,能够更好地满足室内家居的智能控制需求。     

基于无线传感器网络的井下温度监测系统设计

针对目前矿井温度监测的现状,设计了一种基于无线传感器网络的矿井温度监测系统,该系统以C2430芯片为核心设计传感器节点,以CC2430和MCP2515设计Sink节点,给出了系统的硬件设计和软件流程。该系统克服了传统有线网络的局限性,避免了其他无线通信技术高功耗的缺点,简单、可靠、经济,具有很好的应用前景。     

基于无线传感器的远程测控系统的设计与实现

论述了以通用分组无线业务(GPRS)网络为通信平台的远程无线测控系统的设计与实现。结合IEEE1451.2标准的智能传感器,提出了基于TCP/IP协议的无线网络化智能传感器的概念,给出了传感器的功能模型,描述了其设计与实现过程。最后,介绍了测控系统的应用。     

基于加速度传感器的打击能量无线测试系统设计

针对锻造行业对击锤打击能量测试环境恶劣,传统测试方法存在实时性差、精度低、操作复杂等问题,设计了新型的对击锤打击能量无线测量仪,测量系统由主机和从机组成,主机安装在监控中心,从机安装在锤头上,从机硬件平台采用嵌入式ARM7处理器STM32和低功耗433 M无线数传模块SI4432,传感器选用压电式加速度传感器和电荷放大器,通过高速串行ADS8325实时高速采集打击过程中加速度值来获得加速度变化的时域曲线,从而计算出最大打击力和打击能量,通过无线方式将数据传输给主机,实现了对击锤能量数据实时采集与传输.现场测试表明:打击能量测量精度达到1％,无线传输距离达100 m,数据更新显示时间为每次0.5s,该仪器满足实际测试要求.     

基于无线传感网络的智能电网抄表系统的研究

随着无线通信技术的发展,自动抄表技术凭借便捷、可靠等优势逐渐取代了人工抄表和IC卡收费模式,以实现智能化管理的发展需求.结合当前电网抄表自动化水平低的现状,利用先进的无线传感网络技术,提出了基于无线传感网络技术的智能电网抄表系统,并对系统的总体架构、技术方案及特点进行了介绍,实现了抄表系统的自动化、网络化.     

基于ZigBee无线传感器网络的温室大棚环境测控系统设计

设计了基于ZigBee技术的多参数、低成本、集测量与控制一体的无线测控系统,以用于实现远程测控。该系统采用ZigBee无线收发模块采集温室大棚中的温度、湿度、光照等参数,并将其发送到ZigBee网关进行处理,然后通过Internet上传到上位机,上位机通过网关发送温度、湿度、光照等控制命令到ZigBee终端节点,控制相应设备以调节大棚中相关参数,从而实现对温室大棚的远程测量与控制。实验表明本系统运行效果良好,功耗小、移动性强、被测数据可以实时上传到上位机进行显示和记录。     

一种压力监测无线多机系统的设计与实现

通过对嵌入式技术以及无线传输收发技术的研究,提出了一种基于CSMA技术的压力监测无线多机通信系统设计方案。该系统克服了传统有线压力监测通信系统的局限性,使用极为方便。给出了该系统测量数据无线传输的原理和设计方法。实践表明,系统具有推广和应用价值。