一种基于振弦式传感器的无线传感网络系统及其运行方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于振弦式传感器的无线传感网络系统及其运行方法，所述系统包括振弦式传感器、无线传感单元、ZigBee‑USB设备和计算机；振弦式传感器与无线传感单元相连接，ZigBee‑USB设备通过USB接口与计算机连接；振弦式传感器和无线传感单元共同组成无线传感网络。本发明专利技术的无线传感网络系统用无线通信代替线缆传输，免去了布线的麻烦，使现场数据传输网络能够进行快速的搭建，提高了效率，降低了系统建设的成本。无线传感单元之间能够实现自动组网，对工程现场的复杂条件具有更好的适用性，为降低结构健康监测系统建设和维护成本作出贡献。

Wireless sensor network system based on vibrating wire sensor and operation method thereof

The invention discloses a wireless sensor network system for vibrating wire sensor and its operation method based on the system comprises a vibrating sensor, wireless sensing unit, ZigBee USB and computer equipment; vibrating sensor and wireless sensing unit connected to the ZigBee USB equipment connected with the computer through the USB interface; vibration string sensor and wireless sensing unit is composed of wireless sensor network. The invention of the wireless sensor network system for wireless communication instead of cable transmission, eliminating the trouble of wiring, the data transmission network site can quickly build, improve efficiency, reduce the cost of system construction. The wireless sensor unit can realize automatic networking, and has better applicability for complex conditions in the engineering field, and contributes to reduce the construction and maintenance cost of the structural health monitoring system.

【技术实现步骤摘要】
一种基于振弦式传感器的无线传感网络系统及其运行方法
本专利技术涉及无线传感网络系统，尤其涉及一种基于振弦式传感器的无线传感网络系统及其运行方法。
技术介绍
应力应变是反映结构受力情况的重要指标，若要掌握结构的安全状况必须进行应力应变测量，应力应变测量是结构健康监测的重要组成部分。大型结构构造复杂，若要全面掌握结构的受力情况，需要对结构不同组成构件的不同位置进行应力应变监测，这将使得应力应变测点位置分布零散且数量庞大。现有的结构健康监测系统基本上都采用有线传输的方式进行数据传输。有线数据传输方式虽然具有传输效率高、数据稳定可靠和技术成熟等优点，但是在系统安装过程中需要布设大量线缆，这会带来一系列的问题：(1)有些结构现场环境较恶劣，布线困难或会影响结构的美观；(2)在有些情况下，对测量的时机要求严格，需要快速测量，有线系统难以满足这类场合的要求，例如荷载试验；(3)基于有线数据传输方式的系统安装时间长，所需要的人力和物力多，必然会导致成本的增加；(4)线缆容易损坏，保护很困难，这也给有线健康监测系统的管理和维护带来了不少问题。无线传感网络(WirelessSensorNetwork,W本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于振弦式传感器的无线传感网络系统，其特征在于包括如下部件：振弦式传感器(1)；无线传感单元(2)；ZigBee‑USB设备(3)；计算机(4)；所述振弦式传感器(1)与无线传感单元(2)相连接；所述ZigBee‑USB设备(3)通过USB接口与计算机(4)连接；所述振弦式传感器(1)和无线传感单元(2)共同组成无线传感网络。

【技术特征摘要】
1.一种基于振弦式传感器的无线传感网络系统，其特征在于包括如下部件：振弦式传感器(1)；无线传感单元(2)；ZigBee-USB设备(3)；计算机(4)；所述振弦式传感器(1)与无线传感单元(2)相连接；所述ZigBee-USB设备(3)通过USB接口与计算机(4)连接；所述振弦式传感器(1)和无线传感单元(2)共同组成无线传感网络。2.根据权利要求1所述基于振弦式传感器的无线传感网络系统，其特征在于：所述无线传感单元(2)包括如下部件：数据采集模块(7)；数据处理与控制模块(8)；第一无线收发模块(9)；能量供应模块(10)；所述数据采集模块(7)与振弦式传感器(1)相连；所述数据处理与控制模块(8)分别与数据采集模块(7)和第一无线收发模块(9)相连；所述能量供应模块(10)为数据采集模块(7)、数据处理与控制模块(8)以及第一无线收发模块(9)的工作提供能量。3.根据权利要求2所述基于振弦式传感器的无线传感网络系统，其特征在于：所述数据采集模块(7)包括如下部件：低压扫频激振电路；拾振电路；所述低压扫频激振电路以低压扫频的方式对振弦式传感器(1)的钢弦进行激励，使其起振；所述拾振电路用于对振弦式传感器(1)的输出信号进行放大、滤波和整形处理。4.根据权利要求2所述基于振弦式传感器的无线传感网络系统，其特征在于：所述数据处理与控制模块(8)采用STM32F103RBT6芯片。5.根据权利要求2所述基于振弦式传感器的无线传感网络系统，其特征在于：所述第一无线收发模块(9)采用CC2530芯片。6.根据权利要求2所述基于振弦式传感器的无线传感网络系统，其特征在于：所述能量供应模块(10)为电池组。7.根据权利要求1所述基于振弦式传感器的无线传感网络系统，其特征在于：所述ZigBee-USB设备(3)包括如下部件：第二无线收发模块(11)；USB电平转换电路(12)；所述第二无线收发模块(11)通过USB电平转换电路(12)与计算机(4)连接。8.根据权利要求7所述基于振弦式传感器的无线传感网络系统，其特征在于：所述第二无线收发模块(11)采用带USB接口的CC2531芯片。9.权利要求8所述基于振弦式传感器的无线传感网络系统的运行方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一：计算机(4)通过搜索设备来与附近的无线传感单元(2)建立连接；步骤二：计算机(4)通过指定的串口发送指令到ZigBee-USB设备(3)，ZigBee-USB设备(3)把信息转换成ZigBee通信协议的数据格式，发送到指定无线传感单元(2)；步骤三：无线传感单元(2)中的第一无线收发模块(9)收到数据后，按照通信协议解释数据，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑淳，徐勇，苏成，王勇辉，苏仁智，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44