述傳感器組合104采集橋梁結(jié)構(gòu)健康的關(guān)鍵參數(shù)，將其輸出給所述微控制器106，并接收106的控制指令；
[0034]所述無線射頻模塊105將所述微控制器106中處理的數(shù)據(jù)回傳后臺系統(tǒng)，接受后臺下發(fā)指令并輸出給106;
[0035]所述微控制器塊106與所述整流器103、傳感器組合104和無線射頻模塊105相連接，控制整個無線裝置的工作流程，并為104和105供電。
[0036]實施例二
[0037]如圖2所示，本實用新型公開的一種利用環(huán)境電磁波供電的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測無線裝置中阻抗匹配電路包括LC諧振電路和放大電路，其中:
[0038]LC諧振電路由一個電容和一個電感組成；
[0039]電容和電感的值由采集環(huán)境電磁波所在的頻段來優(yōu)化取值；
[0040]LC振蕩電路的輸出電壓為放大電路的輸入電壓。
[0041]放大電路由多級放大回路組成；
[0042]—個放大回路由一個電容和一個二極管組成；
[0043]放大回路級數(shù)及電容值由微控制器所需的工作電壓來優(yōu)化取值。
[0044]如圖3所示，本實用新型利用環(huán)境電磁波供電的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測無線裝置的工作流程包括如下步驟:
[0045]SOO:無線裝置的初始狀態(tài)，101不間斷的收集環(huán)境電磁波，從中提取無線裝置工作所需的能量；
[0046]SOl:判斷102中的電壓不高于裝置工作所需的電壓時，持續(xù)狀態(tài)SOO ；
[0047]S02:當(dāng)102中的電壓高于裝置工作所需的電壓，啟動103工作，為106供電；
[0048]S03:104,105和106都獲取工作能源，初始化硬件電路和嵌入式程序；
[0049]S04:104采集橋梁結(jié)構(gòu)健康的關(guān)鍵參數(shù)，105將其無線傳回后臺系統(tǒng)，并接收后臺指令；
[0050]S05:再次判斷102中的電壓是否高于裝置工作所需的電壓；
[0051]S06:如果低于工作電壓，則關(guān)閉103，返回狀態(tài)SOO ；
[0052]S07:如果高于工作電壓，則繼續(xù)循環(huán)104采集橋梁結(jié)構(gòu)健康的關(guān)鍵參數(shù)，105將其無線傳回后臺系統(tǒng)，并接收后臺指令，之后返回狀態(tài)S05。
[0053]綜上可知，本實用新型提供的利用環(huán)境電磁波供電的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測無線裝置實施例，集成了能量采集技術(shù)、電磁場技術(shù)、傳感器技術(shù)、無線通訊技術(shù)、電子信息技術(shù)等先進(jìn)成果，無需市電或電池供電，大大提高了橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測無線裝置的使用壽命，降低了橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的維護(hù)難度。
[0054]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬范圍。
【主權(quán)項】
1.一種利用環(huán)境電磁波供電的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測無線裝置，其特征在于，包括: 阻抗匹配電路提供匹配頻段的最優(yōu)負(fù)載，從能量收集天線采集的環(huán)境電磁波中獲取最大能量，為無線裝置工作供電； 能量存儲器與所述阻抗匹配電路相連接，將持續(xù)收集的微弱的能量集中存儲； 整流器與所述能量存儲器相連接，為微控制器提供穩(wěn)定的工作電壓和電流； 微控制器控制傳感器組合和無線射頻模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫和傳輸，并為其供電； 傳感器組合與所述微控制器相連接，采集橋梁結(jié)構(gòu)健康的關(guān)鍵參數(shù)； 無線射頻模塊與所述微控制器相連接，將采集的數(shù)據(jù)回傳后臺系統(tǒng)，接受后臺下發(fā)指令。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用環(huán)境電磁波供電的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測無線裝置，其特征在于，所述阻抗匹配電路包括: 與收集的環(huán)境電磁波進(jìn)行諧振的電感電容諧振電路，將磁能轉(zhuǎn)換成電能； 將電感電容諧振電路輸出的微弱電壓放大的放大電路。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用環(huán)境電磁波供電的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測無線裝置，其特征在于，所述能量存儲器包括但不限于充電電池和超級電容。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用環(huán)境電磁波供電的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測無線裝置，其特征在于，所述微控制器包括但不限于FPGA、CPLD, ASIC、DSP、單片機的形式。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用環(huán)境電磁波供電的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測無線裝置，其特征在于，所述傳感器組合包括但不限于風(fēng)速儀、溫度計、振動傳感器、位移計、應(yīng)變計、振弦式應(yīng)變儀、光纖傳感器、磁感應(yīng)傳感器、水平儀、車軸車速儀、GPS、EM測力、傾角儀、全站儀、電子測距、腐蝕傳感器、氣壓傳感器和雨量計。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用環(huán)境電磁波供電的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測無線裝置，其特征在于，所述無線射頻模塊包括但不限于短距離自組網(wǎng)絡(luò)、低功耗長距離網(wǎng)絡(luò)、2G/3G/4G移動通信網(wǎng)絡(luò)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種利用環(huán)境電磁波供電的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測無線裝置，包括阻抗匹配電路，能量存儲器，整流器，微控制器，傳感器組合和無線射頻模塊。阻抗匹配電路提供匹配頻段的最優(yōu)負(fù)載，從能量收集天線采集的環(huán)境電磁波中獲取最大能量；能量存儲器將持續(xù)收集的微弱能量集中存儲；整流器為微控制器提供穩(wěn)定的工作電壓和電流；微控制器控制傳感器組合和無線射頻模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫和傳輸，并為其供電；傳感器組合采集橋梁結(jié)構(gòu)健康關(guān)鍵參數(shù)；無線射頻模塊將數(shù)據(jù)回傳后臺系統(tǒng)，接受后臺下發(fā)指令。本實用新型使用環(huán)境能量采集技術(shù)，無需市電或電池供電，大大提高了橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測無線裝置的使用壽命，降低了橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的維護(hù)難度。
【IPC分類】G01D21/02, G08C17/02, H02J17/00
【公開號】CN204758012
【申請?zhí)枴緾N201520226144
【發(fā)明人】丁盛
【申請人】無錫市博尚光電科技有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年4月15日