摘要
隨著人們對結構安全性重視程度的提高以及各種監(jiān)測、檢測相關技術的發(fā)
展，結構健康監(jiān)測技術已經(jīng)成為土木工程結構研究中的重要方向。無線傳感器
由于其小型化、集成化、低維修費用、少安裝時間等特點而成為近年來結構健
康監(jiān)測系統(tǒng)的研究熱點。
本文在充分研究傳感技術、信號處理技術、無線通信技術知識上，針對傳
統(tǒng)應變采集設備體積較大、布線長、要求使用導線精度高等問題，設計了用于
局部性態(tài)監(jiān)測的低功耗無線應變傳感器。文章主要內容如下:
(l)信號的調理與采集:使用傳統(tǒng)應變片作為結構應變測量的敏感元件，通
過放大濾波電路后，使用微控制器內部的模數(shù)轉換器(ADC)進行電壓數(shù)據(jù)的轉
換。
(2)射頻通信模塊的設計:選用單片射頻收發(fā)芯片nRFg腸，設計信號傳輸
電路并獨立完成軟件的編寫與調試，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠收發(fā)。
(3)天線設計:分析了小環(huán)天線的一般性能，用諧振分析法設計了天線，用
變壓器匹配法為天線和射頻芯片設計了匹配網(wǎng)絡，并使用3D電磁仿真軟件HFSS
驗證了方案的可行性。
(4)低功耗設計:從硬件和軟件兩個方面對系統(tǒng)功耗進行了分析，通過中斷
喚醒，實現(xiàn)工作模式的切換，達到低功耗設計。
(5)應變測量上位機程序開發(fā):通過VC的MSCollun控件對單片機發(fā)射的串口
數(shù)據(jù)進行接收和顯示。
整個系統(tǒng)的基本目的在于監(jiān)測信號并對信號進行分析，因此，得到準確的
信號是系統(tǒng)正常工作的基礎，本文詳細介紹了傳感器采集的前端放大濾波電路
以及利用MSP430片內的ADC進行數(shù)據(jù)采集的方法。作為一個射頻產(chǎn)品，無線通
信的可靠性非常重要，本文詳細分析了高可靠性的射頻芯片nRFgOS的硬件原理、
配置方法、工作方式、射頻接收和發(fā)送的工作流程，在制作電路板和天線設計
中應該注意的一些問題，以及無線通信距離的計算方法。
本文講述的系統(tǒng)具有一般性，其在結構健康監(jiān)測的實際使用中效果良好，
此外，本系統(tǒng)可經(jīng)過稍微修改，應用于無線水表、無線電表、無線安防系統(tǒng)、無線開鎖、家庭自動化和玩具等諸多領域。
最后對全文做了總結，并指出以后系統(tǒng)的發(fā)展前景和方向。
關鍵詞:應變傳感器;無線通信;低功耗;小環(huán)天線;




聲明一下 ，本素材下載各種收費網(wǎng)站，因為本人寫論文多年，積攢了上萬個素材。低價共享！
如果涉及到侵權，請在下方留言，本人馬上刪去！
下載論文的朋友，需要安裝CAJ軟件，任何版本即可打開！

論文素材大容量，有時候下載有點慢！喝點水，耐心等待！