冲击波场无线传感器节点的设计与实现

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1、中北大学学位论文冲击波场无线传感器节点的设计与实现摘要准确测量炸药爆炸产生的冲击波超压峰值和冲量，可以为武器研制过程中的爆炸类型判别、威力对比、性能评价提供依据。本文针对当前冲击波场超压测量中存在通用测试系统布设不方便、存储测试系统需要回收读数的问题，设计和开发了应用于冲击波场超压测试的无线传感器节点，探索具有无线数据传输与控制功能的爆炸冲击波场测试新方法。本文在分析相关领域研究现状的基础上，根据冲击波场超压测试的要求，提出了基于PICl6F877微控制器、CPLD复杂可编程逻辑器件以及nRF24L01无线传输芯片的传感器节点设计方案。对节点

2、数据采集存储模块中的模拟电路和数字电路进行设计和调试，选择ICP传感器，并解决其低电池电压供电问题。重点研究了低功耗高速无线通信模块、爆炸环境下可靠生存的微型天线、保证数据传输无误的无线通信协议以及适用于冲击波场测量的主从式网络拓扑结构。最后对节点数据传输的平均速率及通信距离进行了测试，并将节点应用于冲击波静爆试验，获取了冲击波场超压实测数据，验证了节点系统的有效性。实测试验表明，该节点具有低功耗、结构简单、使用方便、无线通信可靠和数据捕获率高等特点，在冲击波超压测试领域具有很好的应用前景和推广价值。关键字：冲击波超压测试，传感器节点，无线数

3、据传输，微带天线I中北大学学位论文ThedesignandimplementofwirelesssensornodeforshockwaveAbstractTheaccuratemeasurementoftheoverpressureandtheimpulseproducedbyexplosiveblasting，mayprovidethebasisfordistinguishingthetypesoftheexplosive，thepowercontrastoftheexplosiveandtheperformanceevaluationi

4、ntheweaponsresearchprocess．TosolvetheproblemoftheUniversalTestSystememplacedinconvenientlyandthestoredtestingsystemneedtoberecycled,thispaperhasdesignsanddevelopsthewirelessSellsOrnodeappliedintheshockwavetest,andexploresanewmethodofshockwavetest，whichhasthefunctionofwirele

5、ssdatatransmissionandcontr01．Thispaperhasanalysisthedevelopmentofrelatedfields，givesasensornodedesignproposalbasedonthePIC16F877microcontroller，theCPLDcomplexprogrammablelogicdeviceandthenRF24L01wirelesstransmissionctli由accordingtotheshockwavetestrequirements．Idesignsanddeb

6、ugstheanalogcircuitandthedigitalcircuitofthenodedataacquisitionstoragemodule，choosestheICPsensor,andsolvesitslowbatteryvoltagepowersupplyproblem．Thisarticlehasstudiedonthelowpowerconsumptionhighspeedwirelesscommunicationmodule,thereliablesurvivalmicro·antennawhichappliedint

7、heexplosionenvironment,thewirelesscommunicationsprotocolto黜lSul"eaccuratedatatransmission,andthemaster-slavenetworktopologyapplytoshockwavetest．Finally,Ihascarriedonatesttomeasuretheaveragedatatransmissionrateandthecommunicationdistanceofsensornode．Thenodehadappliedinexplod

8、ingexperiment,gainstheoverpressuremeasureddataandconfirmsthenodesystem’Svalidity．T