[发明专利]交通环境振动嵌入式快速定量评价方法与系统

说明书

技术领域

本发明涉及嵌入式系统编程技术领域，具体是一种基于智能传感器技术的交通环境振动嵌入式快速定量评价方法与系统。

背景技术

随着城市建设的迅猛发展，地铁、道路、高架桥逐步深入到城市中的居民点、商业中心和工业区。这些基础设施在给公众带来便捷的同时，也会给公众带来无休止的交通环境振动，严重影响着公众的生活质量和身体健康。因此，必须采取有效的环境振动监测手段来快速定量的评价环境振动噪声，从而有针对性地控制交通环境振动。

传统的交通环境振动监测采用有线连接的方式采集数据，采集设备庞杂且线缆铺设易影响交通设施的正常运营，因此很难普及应用。现今常用最简单的替代方法是使用无线通信技术，但是大多数无线通信技术在交通环境振动评价中的应用还不够完善，往往存在评价系统搭建过程繁杂，通信距离短，通信丢包严重，抗干扰性差，数据精度较低等一系列问题，甚至会出现无法通信的情况。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种交通环境振动嵌入式快速定量评价方法与系统，满足安装便捷，操作简单，测试精度高、范围广，不影响交通设施正常运营等要求。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：交通环境振动嵌入式快速定量评价方法，其特征是采用一组智能传感器节点布置在测试地点采集交通环境振动数据，每个节点在内部完成交通环境振动评价，并将结果实时显示出来。这些测试地点构成一个传感器网络(一组智能传感器节点)，每个节点通过内部时钟校准完成时间同步，统计所有测试地点的评价结果得到不同距离，不同土层，不同结构因素对振动传播的影响。评价结果供运营管理部门参考并及时采取措施改善交通振动环境。所述测试地点位于按照要求布置在振动源以及由振动源引起的振动敏感地点，或也布置在行进的公共交通车辆上，每个节点均设垂直、水平方向上的模拟加速度传感器，经信号调理器和模数转换器及可编程抗混叠滤波器后通过环境振动输出接口输出；环境振动评价包括以下步骤：

第一步：每个节点数据采集前的参数配置，包括采样率、截止频率、内部时钟、采样时间设置；

第二步：采集环境振动数据和传感器的温漂数据，数据存储在FLASH内部，并利用温漂数据进行校准，公式如下，

V_T＝R_T[(500μA)+(1.5μA)*(T-25)]

式中，500μA为25℃时SD1221温度补偿输出端口的输出电流，1.5μA为输出电流随温度(每℃)变化的系数，R_T将电流值转换为电压值。因此，可以得出输出电压随温度的变化关系，公式如下，

ΔV_T＝R_T*(1.5μA)*ΔT

利用电压随温度的变化关系对振动数据进行校准，可以获得更加精准的结果；

第三步：对FLASH内部数据进行滤波，提取对人体或者建筑物影响最为关键的频段(小于80Hz)的数据；

第四步：根据滤波后的数据计算振动加速度级，公式如下，

La=20lga‾a0]]>

式中a₀为基准加速度(取为10^-6m/s²)，为加速度有效值，其定义为，

a‾=Σi=1Nai2N]]>