无线应变测量节点的精度与功耗综合分析.pdf

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1、第25卷第9期传感技术学报V01．25No．9CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSSep．20122012年9月CorrelationAnalysisofthePrecisionandPowerConsumptionofWirelessStrainMeasurementNodeZHANGShiming，CHENWeimin，ZHANGPeng，LIUXianming，LEIXiaohua(KeyLabof印to—ElectronicTechnology＆terns，MinistryofEducation，ChongqingUniversity，Ch

2、ongqing400044，China)Abstract：Batteriesaregenerallyusedtopowerthewirelesssensornetworks，SOit'sveryimportanttogetthebalanceofprecisionandpowerconsumption．Thepowerofstraingaugeismuchlargerthananyothersensorsandtakesalargepartofthepowerofwholenode．Inthedesignofwirelessstrainmeasurementnode，itisimp

3、ortanttoconsidertheinfluenceofcircuitparametersandcomponentnoisetotheprecision，aswellasthepowerconsumption．Thein—fluencemechanismandmainfactorsofprecisionandpowerconsumptionareobtainedbyanalyzingthearchitectureoftheanaloganddigitalcircuitofthewirelessnode，anditismodeledtherelationshipbetweenth

4、emtheoretically．Precisionandpowerconsumptionarebotheffectedbybridgevoltage，andhigherthebridgevoltageis，theprecisionishigherbutthepowerconsumptionisgreater．Precisionandpowerconsumptionrestricteachother．Itisproposedamethodtogetbettertradeofwiththeinfluenceofbridgevoltageandcomponentparameters．Th

5、isstudycanprovideinstructionstheoreticallytobalancetheprecisionandpower--consumptioninthedesignofwirelessstrainmeasure-mentn0de．Keywords：wirelessnode；strain；precision；powerconsumption；circuitEEACC：7230doi：10．3969／j．issn．1004-1699．2012．09．022无线应变测量节点的精度与功耗综合分析术张仕明，陈伟民，章鹏，刘显明，雷小华(重庆大学光电技术及系统教育部重

6、点实验室，重庆400044)摘要：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。关键词：无线传

7、感器网络；精度；功耗；应变；电路中图分类号：TN409；TP274+．2文献标识码：A文章编号：1004—1699(2012)09—1289-05应变是表征结构受力的重要参数，成为结构监通常运行在难以接近的恶劣甚至危险的远程环境测中不可或缺的部分。常规的应变测量采用现场总中，电池无法轻易更换，如何延长节点的生命周期成线系统，信号通过数据总线传输到控制端。随着无为无线网络的核心问题。线传感器网络的发展，无线系统在结构健康监测中现有的无线传感器网络中所采用的传感器一部应用