基于Arduino的动态位移实时采集系统及方法技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种基于Arduino的动态位移实时采集系统及方法，系统包括Arduino微控制器、微机电系统MEMS型加速度传感器、安全数据SD存储卡和SD存储卡扩展板，MEMS型加速度传感器获取待测目标的加速度，Arduino微控制器根据待测目标的加速度以及内置的预设位移重构算法，确定待测目标的位移，通过SD存储卡和SD存储卡扩展板存储待测目标的位移。采用预设位移重构算法通过加速度重构位移，无需进行加速度二次积分，不依赖任何初始条件、边界条件和结构动力特性，可以更方便快速的确定待测目标的位移。同时，通过SD存储卡和SD存储卡扩展板存储待测目标的位移，解决了现有系统无法离线存储位移的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于Arduino的动态位移实时采集系统及方法
本专利技术实施例涉及动力响应参数获取
，更具体地，涉及基于Arduino的动态位移实时采集系统及方法。
技术介绍
结构健康监测和结构振动控制对结构动力响应参数的获取依赖性极强，而动态位移时程是重要的动力响应参数，例如强地震和强台风后，结构最大位移都是用来判断结构损伤的重要参数。对于结构控制而言，往往还需要实时或准实时位移数据，但由于固定参考点难以稳定构建，直接测量相对位移变得异常困难。加速度测量因不需依赖参考点而容易获取，且由于加速度与位移之间的内在联系，使利用加速度重构动态位移成为可能。无限脉冲响应(InfiniteImpulseResponse，IIR)滤波器和有限脉冲响应(FiniteImpulseResponse，FIR)滤波器是最常用的位移重构算法，但传统的位移重构算法对速度和位移初始条件和边界条件依赖较强，参数选择稍有不慎就容易出现重构位移漂移，且其对低频随机噪声和非线性相位误差敏感。Newmark-β法是结构动力学中常见的加速度到位移的时域积分方法，其本质是一种最典型的IIR滤波器应用。但该法依然依赖于初始条件和边界本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Arduino的动态位移实时采集系统，其特征在于，包括：Arduino微控制器、微机电系统MEMS型加速度传感器、安全数据SD存储卡和SD存储卡扩展板；所述MEMS型加速度传感器与所述Arduino微控制器连接，所述MEMS型加速度传感器用于获取待测目标的加速度，并将所述加速度传输至所述Arduino微控制器；所述Arduino微控制器用于根据所述待测目标的加速度以及内置的预设位移重构算法，确定所述待测目标的位移；所述SD存储卡和所述SD存储卡扩展板连接，且所述SD存储卡扩展板与所述Arduino微控制器连接；所述SD存储卡扩展板用于读取所述位移，并将读取到的所述位移传输至所述SD...

【技术特征摘要】
1.一种基于Arduino的动态位移实时采集系统，其特征在于，包括：Arduino微控制器、微机电系统MEMS型加速度传感器、安全数据SD存储卡和SD存储卡扩展板；所述MEMS型加速度传感器与所述Arduino微控制器连接，所述MEMS型加速度传感器用于获取待测目标的加速度，并将所述加速度传输至所述Arduino微控制器；所述Arduino微控制器用于根据所述待测目标的加速度以及内置的预设位移重构算法，确定所述待测目标的位移；所述SD存储卡和所述SD存储卡扩展板连接，且所述SD存储卡扩展板与所述Arduino微控制器连接；所述SD存储卡扩展板用于读取所述位移，并将读取到的所述位移传输至所述SD存储卡；所述SD存储卡用于存储所述位移。2.根据权利要求1所述的基于Arduino的动态位移实时采集系统，其特征在于，当所述MEMS型加速度传感器获取的所述待测目标的加速度为模拟信号时，所述Arduino微控制器具体用于将所述模拟信号转化为数字信号，并根据所述数字信号以及所述预设位移重构算法，确定所述待测目标的位移。3.根据权利要求1所述的基于Arduino的动态位移实时采集系统，其特征在于，还包括：充电电池；所述充电电池与所述Arduino微控制器连接，所述充电电池用于为所述Arduino微控制器供电，所述充电电池还用于通过所述Arduino微控制器为所述MEMS型加速度传感器和所述SD存储卡扩展板供电。4.根据权利要求3所述的基于Arduino的动态位移实时采集系统，其特征在于，还...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘必灯，邬玉斌，宋瑞祥，阿里·奥兹达利，张斌，何蕾，吴丹，匙庆磊，王伟，赵娜，
申请(专利权)人：北京市劳动保护科学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11