鋼軌應變與加速度的遠程監(jiān)測節(jié)點設計.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、鐵路是國民經濟的大動脈,鋼軌的安全監(jiān)測十分重要。鑒于鐵路分布過于廣泛和特殊的現(xiàn)場環(huán)境,傳統(tǒng)的監(jiān)測手段很難實現(xiàn)對鋼軌長期大面積監(jiān)測。無線傳感網絡作為一種新興的傳感技術,能夠快速部署,實現(xiàn)對周圍環(huán)境多點、高效全面監(jiān)測。將無線傳感網絡技術應用于鋼軌監(jiān)測能夠彌補傳統(tǒng)方法的不足,提高鋼軌監(jiān)測的效率,實現(xiàn)鋼軌狀態(tài)的遠程監(jiān)測。本文設計的鋼軌應變與加速度遠程監(jiān)測節(jié)點是監(jiān)測系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集裝置,主要用于采集鋼軌應變和振動加速度并將采集的數(shù)據(jù)進行無線發(fā)送。

2、本文著重研究了節(jié)點的軟硬件設計。
  節(jié)點硬件進行了模塊化設計。硬件結構分為電源、信號調理、數(shù)字處理和通信四個模塊。電源對各功能模塊分別供電。信號調理部分對傳感器輸入信號進行放大和濾波,放大電路選用可編程放大器,可實現(xiàn)輸入通道的多量程切換,濾波電路設計了二階巴特沃斯低通濾波器濾除電路中的高頻干擾。數(shù)字處理模塊以微控制器STM32F103VE為核心,通過通訊接口分別與24位ADC、外部NAND FLASH和通訊模塊等器件連接,控制數(shù)

3、據(jù)的采集、存儲、和發(fā)送。通信模塊能夠實現(xiàn)節(jié)點與網關之間的無線通信。
  根據(jù)節(jié)點功能和設計要求完成了節(jié)點軟件編寫。節(jié)點具有較為完整的數(shù)據(jù)存儲和收發(fā)機制,具有軟件濾波功能和程序遠程更新功能。節(jié)點能以不同的采集頻率和采集模式進行信號采集。針對節(jié)點運行期間的異常情況增加了程序出錯時節(jié)點自復位功能、網絡掉線時自動組網上線功能、數(shù)據(jù)丟失時的補包功能。為進一步濾除干擾加入軟件濾波功能,針對節(jié)點在高采樣率采集而要求過渡帶窄的情況,通過下采樣并分

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