[实用新型]一种用于土木结构健康监测的无线传感节点

说明书

技术领域

本实用新型涉及结构健康监测技术领域，尤其涉及一种用于土木结构健康监测的无线传感节点。

背景技术

结构健康监测技术是用探测到的响应，结合系统的特性分析，来评价结构损伤的严重性、定位损伤位置以及给出修复策略等。结构的状况是由分析采集到的信号获得的，因此，信号采集技术是结构健康监测的前提。同时，传感器系统是结构健康监测系统的重要组成部分，是信号采集技术的必要手段。

目前，土木工程健康监测领域常用的传感器包括加速度计、应变计、位移计、温度计、风速风向仪、倾角计等。通常情况下，系统采用有线传输方式实现传感器的信号采集。这种方式接线复杂、布线繁琐、信号远距离传输误差大、后期维护费用高昂，给工程中的应用带来的诸多不便。

另外，土木工程领域传感器种类多样，且将待测物理量转换为被测信号的形式也不尽相同，如模拟信号、数字信号等。对这些信号的采集、处理和传输通常需要进行专门的设计，包括相应硬件设计、软件编制，增加了结构健康监测系统的繁琐性，目前尚没有一种通用的技术手段。

因此，一种稳定性更高、信息采集准确、信号传输迅速、中心处理可靠、布设工艺方便，用于多类型传感器的土木工程健康监测的无线传感节点亟待提出。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种性能优越、安装简便的用于结构整体、局部以及环境性态监测的无线传感节点，该节点可采集到多种不同类型传感器监测数据，监测更全面准确，兼容性好，体积小，易布置，易拆装，功耗低，可靠性高。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种用于土木结构健康监测的无线传感节点，包括传感器接口电路、无线通信电路、微处理电路和电源管理电路，传感器接口电路包括至少两个接口，接口的输入端与外接传感器相连接，用于接收外接传感器采集的监测数据，微处理电路分别与传感器接口电路和无线通信电路相连接。

本实用新型一种用于土木结构健康监测的无线传感节点包括传感器接口电路、无线通信电路、微处理电路和电源管理电路。

传感器接口电路包括至少两个接口，接口的输入端与外接传感器相连接，用于接收外接传感器采集的监测数据，通过传感器接口电路与多个不同类型的外接传感器连接，用于接收外接传感器的监测数据，多个不同类型的外接传感器包括：压电加速度计、力平衡加速度计、机械式风速仪、模拟信号倾角计、振弦式应变计、数字式温度计、三维超声风速仪、数字信号倾角计及电容雨量计，可监测多种不同类型的物理量，监测的范围更广，更准确。

微处理电路与传感器接口电路连接，传感器接口电路将监测数据传递给微处理电路，微处理电路对监测数据进行分析、处理和存储。

无线通信电路包括无线接收电路和无线发送电路，无线通信电路与微处理电路相连接，负责节点与控制中心之间的通信联系，无线接收电路用于接收控制中心发送的控制信号，无线发送电路用于将分析处理后的数据信息发送给控制中心。

电源管理电路分别与传感器接口电路、微处理电路和无线通信电路连接，用于对传感器接口电路、微处理电路、无线通信电路供电。

本实用新型与现有技术相比，其利用无线通信的方法解决了传统有线传输方式接线复杂、布线繁琐、信号远距离传输误差大、后期维护不便等缺点，同时本实用新型一种用于土木结构健康监测的无线传感节点可通用于监测多个不同的物理量，故一个地点只需一个无线传感节点就可完成多个不同物理量的监测，更易控制。

作为优选的方案，微处理电路包括：微处理芯片、调理电路、时钟电路和存储器，微处理芯片分别与调理电路、时钟电路和存储器相连接。

采用上述优选的方案，微处理电路采用微处理芯片、调理电路、时钟电路和存储器来实现本实用新型无线传感节点的工作，可靠性高。微处理芯片用于控制无线传感节点中的各个电路进行工作；调理电路负责对监测数据进行分析和调理；时钟电路为无线传感节点提供实时的时钟管理功能；存储器用于对监测数据进行存储。

作为优选的方案，传感器接口电路包括：模拟信号接口电路，模拟信号接口电路的输入端与模拟外接传感器连接，用于接收模拟监测数据；数字信号接口电路，数字信号接口电路的输入端与数字外接传感器连接，用于接收数字监测数据。