基于MEMS的桥梁拉索振动加速度监测系统-论文.pdf

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1、2014年第7期智能建筑基于MEMS的桥梁拉索振动加速度监测系统一樊清江王津温建刘文庸章军文中介绍了一种基于MEMS传感器的桥梁拉索振动加速廛检测系统，应用于桥梁索力加速度数据的实时测量和传输。本系统采用MBM$传感器获取索力加速度，通过ZigBcc模块组建的网络将数据进行传榆，并通过PC上位机界面对数据进行处理、储存及显示。在现代社会中桥粱已戚为了交通运输系统的重要枢纽，由于受到自然因素及车辆增多等影响，桥粱结构均雾到了不同程度的损伤，导致诸多意外事故的发生。因此，设计一种实时桥梁健康状态的监测系统具有

2、重要意义f”。传统的桥梁拉索的加速度人工检测方法有较多局限健。如在连线时较为繁琐、检测数据时不能及时发送等。其他无线数据采集方式如wifi、IrDA、UWB技术、蓝牙等，也均存在节点功耗大、传输距离短、组网难度大、成本高、节点容量小等问题。本文所设计的桥梁索力加速度监测系统呆用的ZigBee技术具有功耗、成本、复杂度均较低等优势，且采用的ME^传感器也具有高精确度、低功耗、抗干扰能力强等特点。一、系统设计桥梁跨度大，需采集的节点多；系统覆盖范围广，采集节点具有分散性。本系统采用ZigBee技术构建传输网络

3、。系统主要包括采集终端、ZigBee协调器和Pc上位机缉成。其结构如图1所示。图l系统结构图系统工作流程为：操作人员通过Pc上位机界面发送采集命令，ZigBee协调器接收到采集信号后将指令传输给各采集终端，采集终端收到命令后采集加速度数据，并通过ZigBee发送终端发送至ZigBee协调器，而协调器通过串口将数据传送给Pc上位机，进行数据处理与显示。(一)硬件设计．1、加速度采集模块设计一姜一萋]采集模块主要由ZigBee模块、稳压模块、加速度传感器和数据存储器4部分组成。ZigBee模块是该节点的核心模

4、块，主要负责管理节点⋯⋯隆匿⋯{中各模块的协调工作；采集加速度模块利用较为方便的MMA7455加速度传感器；MMA7455加速度传感器输出的是数字量，节省了对A／D转作者简介：樊清江(1990一)，男，本科，研究方向：光信息科学与技术。·159·2014年第7期智能建筑在测试过程中，将两组数据采集终端绑定在相距200m的桥梁模型三、结束语的拉索上，协调器模块和Pc上位机放在两个采集终端中间，具体步骤本设计通过上位机下达采集加速度指令，采集终端收到指令采集加如下：速度数据，zigBee发送终端将数据发送到z

5、igBee协调器，协调器通过步骤1打开协调器电源开关，待LED3亮起后，表明协调器网络串口将所采集的加速度数据传至上位机，并在界面上显示所采集的桥梁建立成功；拉索的加速度值。从而达到了实时检测桥梁拉索加速度的目的。步骤2将ZigBee协调器通过串口线与Pc上位机相连，并打开串参考文献口调试助手，设置其参数，当串口助手界面指示显红色标志时表明连接[1]ZigBeeAlllance，ZigBeespecification：TechnicalReport成功；Document053474r06，VersionL

6、0，ZigBeeA11iance，2005．步骤3打开ZigBee采集终端电源，待LED3亮起后表明加入网络[2]崔京伟，黄灏．基于ARM和ZigBee的无线温度采集系统设计[J]．成功；电子科技，2013，26(4)：12一l3，16．步骤4将协调器进行复位，待LED3再次亮起时复位ZigBee采集[3]李金明．分布式Zigbee多节点传感器数据融合轨迹关联[J]．电终端，数据开始传输，在串口调试助手端接收到所采集的加速度数据。子科技，2011，24(8)：42—43，51．终端发送的数据包如图5所示。

7、数据处理终端接收到数据后进行[4]王堑．基于嵌入式的无线桥梁监测系统的研究[D]．武汉：湖北工FFT运算，得到有效加速度数值，该数据处理终端界面如图6所示。业大学，2009．[53秦霆镐，豆晓强，黄文彬．Zigbee技术在无线传感器网络中的应用[J]．仪表技术，2007(1)：57—58．[6]张莉．近距离无线通信技术及应用前景[J]．电信技术，2005(11)：9—11．[7]K．West，Is2008theyearofZiggee—atlast?in：ZigBeeResourceGuide，Sprin

8、g2008．[8]穆乃刚．Zigbee技术简介[J]．电信技术，2006(3)：84—86．图5终端发送数据包图6数据处理终端(作者单位：长沙理工大学物理与电子科学学院)(上接158页)三、做好物业设备设施管理的几点建议好三个环节：1是设备台帐的建立与维护。建立台帐的原则是帐实相符，设备设施管理是物业管理的重中之重，应着重做好~fiT]L方面工原先有台帐的，也要由专业技术人员进行实地核查，对不符之处做出修作：改；而设备台帐缺失