[发明专利]一种基于压电阵列的钢轨振动信号无线采集系统及其方法

摘要

本发明公开了一种基于压电阵列的钢轨振动信号无线采集系统及其方法，系统具有主动和被动两种工作模式，包括协调器节点、传感器节点、PC。协调器节点用于构建及启动无线网络，并将接收到的信号数据融合后上传；其传感器节点，包括一个JN5148无线微处理器，信号发生器，功率放大器，压电陶瓷传感器阵列，继电器阵列，用于在主、被动工作模式中采集振动数据和控制信号的输出；当所述系统工作于主动模式下，激励信号由信号发生器和功率放大器产生，并通过继电器阵列传至特定激励通道；当所述系统工作于被动模式下，传感器节点通过继电器阵列采集所有压电陶瓷振动信号。本发明可实现钢轨结构振动情况的无线实时监测，其系统结构简单，成本低，维护方便。

主权项

一种基于压电阵列的钢轨振动信号无线采集系统，其特征在于：所述系统具有主动和被动两种工作模式；所述系统包括：协调器节点、传感器节点、PC；所述的协调器节点，包括一个第一JN5148无线微处理器，用于构建及启动无线网络，并将接收到的信号数据融合后上传；所述的传感器节点，包括一个第二JN5148无线微处理器，信号发生器，功率放大器，压电陶瓷传感器阵列，继电器阵列，用于在主、被动工作模式中采集振动数据和控制信号的输出；所述的传感器节点与协调器节点之间为无线通信；所述的协调器节点和PC之间为串行通信和以太网通信。当所述系统工作于主动模式下，激励信号由信号发生器和功率放大器产生，并通过继电器阵列传至特定激励通道；当所述系统工作于被动模式下，传感器节点通过继电器阵列采集所有压电陶瓷振动信号；通过所述的信号发生器的实验波形比较了主动工作模式下本系统与有线采集效果，从波形得出无线采集信号基本可跟踪有线信号的趋势，为钢轨结构健康监测提供必要信息。