專利名稱：基于Zigbee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)壓測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基于Zigbee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)壓測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
隨著輕質(zhì)高強(qiáng)材料的發(fā)展，出現(xiàn)了一大批高層及超高層建筑。對(duì)于這些建筑而言，風(fēng) 荷載往往起到主要控制作用。因此，需要構(gòu)建用于不間斷地評(píng)估結(jié)構(gòu)健康狀況的健康監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)。
傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)風(fēng)壓測(cè)量裝置一般只是包含數(shù)量不多的傳感器，以有線的方式連接到控制 處理中心，在該中心實(shí)時(shí)處理所有的數(shù)據(jù)，存在布線困難、數(shù)據(jù)傳輸瓶頸問題、傳感器維 護(hù)及故障檢修不易等缺點(diǎn)。現(xiàn)有興起的無線風(fēng)壓測(cè)量裝置基本上使用GPS系統(tǒng)或是基于 Internet TCP/IP協(xié)議，主要應(yīng)用于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，費(fèi)用較高，數(shù)據(jù)傳輸可靠性低。而短 距離數(shù)據(jù)傳輸仍然使用有線網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于一些布線困難的結(jié)構(gòu)而言，釆用易布建低成本的 Zigbee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將更為合適。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于Zigbee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)壓測(cè)量裝置。 本實(shí)用新型提出的基于Zigbee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)壓測(cè)量裝置，包括風(fēng)壓監(jiān)測(cè)部分、
風(fēng)壓數(shù)據(jù)無線傳輸部分、風(fēng)壓數(shù)據(jù)無線接收部分，其中
所述風(fēng)壓監(jiān)測(cè)部分由壓力傳感器l、 A/D轉(zhuǎn)換器2、處理器3及穩(wěn)壓電源電路4組成；
壓力傳感器1的輸出端接A/D轉(zhuǎn)換器2的輸入端；A/D轉(zhuǎn)換器2、處理器3及穩(wěn)壓電源電
路4依次電連接；
所述風(fēng)壓數(shù)據(jù)無線傳輸部分包括無線通信模塊5和穩(wěn)壓電源電路4，無線通信模塊5 連接穩(wěn)壓電源電路4;
所述風(fēng)壓數(shù)據(jù)無線接收部分包括數(shù)據(jù)信號(hào)的接收及處理輸出，由無線通信模塊6、計(jì) 算機(jī)7和穩(wěn)壓電源電路8構(gòu)成，無線通信模塊6的輸出端接計(jì)算機(jī)7的輸入端，穩(wěn)壓電源 電路8分別連接無線通信模塊6和計(jì)算機(jī)7;
處理器3的輸出端連接無線通信模塊5，無線通信模塊5與無線通信模塊6通過Zigbee 無線網(wǎng)絡(luò)連接。
本實(shí)用新型中，所述壓力傳感器l為n個(gè)，壓力傳感器1的個(gè)數(shù)視具體情況而定，通 常為1-30個(gè)。本實(shí)用新型中，所述用于風(fēng)壓數(shù)據(jù)無線接收部分的軟件，是用C51源代碼編制的數(shù)據(jù) 處理與系統(tǒng)控制軟件，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)解碼模塊、數(shù)據(jù)發(fā)射/接收模塊以及控制模 塊，該軟件嵌入到CPU中，接通電源后即可自動(dòng)運(yùn)行。
上述計(jì)算機(jī)中運(yùn)行的軟件主要實(shí)現(xiàn)對(duì)串口所接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理與存儲(chǔ)以及系 統(tǒng)工作模式的設(shè)定與控制。
本實(shí)用新型的有益效果在于
① 基于最新的Zigbee技術(shù)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)
Zigbee技術(shù)是專門針對(duì)無線傳感網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的一種短距離、低功效、低速率、成本低、 可靠性高的雙向無線通信技術(shù)。本實(shí)用新型采用了最新的Zigbee無線通信技術(shù)，形成了 基于Zigbee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)壓測(cè)量裝置。與以往傳統(tǒng)的近距離基于有線網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)風(fēng) 壓測(cè)量裝置相比較，系統(tǒng)安裝、調(diào)試的復(fù)雜度大大降低。對(duì)于一些布線困難的建筑，有著 很強(qiáng)的針對(duì)性和實(shí)用性。
② 低功耗
本實(shí)用新型采用Chipcon公司的CC2430芯片，在單一的芯片中包含了 802.15.4及 Zigbee兼容系統(tǒng)中必備的組件，支持休眠模式和外部中斷喚醒系統(tǒng)，有效地降低了功耗， 在絕大多數(shù)目標(biāo)應(yīng)用場(chǎng)合下僅靠?jī)晒?jié)標(biāo)準(zhǔn)5號(hào)電池就可持續(xù)工作6個(gè)月至兩年時(shí)間，從而 延長(zhǎng)了各傳感器節(jié)點(diǎn)維護(hù)周期，節(jié)省了相應(yīng)的人力和物力。
③ 組網(wǎng)靈活、配置快捷
本裝置數(shù)字化采集與顯示精度為O.lkPa，測(cè)量范圍為0 500Pa，釆樣頻率為10次/ 秒，無線傳輸速率250Kb/s，組網(wǎng)接入靈活、方便，傳感器節(jié)點(diǎn)最多可達(dá)30個(gè)。

圖1為本實(shí)用新型組成框圖。
圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1組成框圖。
圖中標(biāo)號(hào)l為壓力傳感器，2為A/D轉(zhuǎn)換器，3為處理器，4為穩(wěn)壓電源電路，5為 無線通信模塊，6為無線通信模塊，7為計(jì)算機(jī)，8為穩(wěn)壓電源電路，9位打印機(jī)。
具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。
實(shí)施例l:如圖1所示，在建筑結(jié)構(gòu)的樓層墻面上布置壓力傳感器l，壓力傳感器l的輸
出端接A/D轉(zhuǎn)換器2的輸入端；A/D轉(zhuǎn)換器2、處理器3、無線通信模塊5及穩(wěn)壓電源電路4 依次電連接，主要負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)風(fēng)壓信息的采集和信號(hào)的發(fā)射。通過無線通信模塊5、 無線通信模塊6以及相應(yīng)配備的穩(wěn)壓電源電路4、穩(wěn)壓電源電路8，構(gòu)成一個(gè)Zigbee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。并通過無線通信模塊6，將接收到的相關(guān)信號(hào)傳送到監(jiān)控計(jì)算機(jī)7進(jìn)行數(shù)據(jù)分析 處理和存儲(chǔ)。
將上述裝置應(yīng)用到高層建筑風(fēng)壓監(jiān)測(cè)中，高層建筑風(fēng)壓監(jiān)測(cè)裝置連接圖如圖2所示， 在建筑物的迎風(fēng)面中部樓層墻面上沿高度等距布置5個(gè)壓力傳感器1，壓力傳感器l采用 Setra Model 264型壓力傳感器，以4 20mA的電流信號(hào)形式輸出，電流信號(hào)傳送給A/D轉(zhuǎn) 化器2、處理器3，經(jīng)此將電流信號(hào)還原為風(fēng)壓數(shù)據(jù)，再將處理器3連接無線通信模塊5，進(jìn) 一步轉(zhuǎn)化成Zigbee網(wǎng)絡(luò)格式的信號(hào)進(jìn)行發(fā)射，在Zigbee網(wǎng)絡(luò)內(nèi)傳輸。無線通信模塊6接收 到無線通信模塊5發(fā)出的信號(hào)后進(jìn)行解調(diào)、解碼、校驗(yàn)，將正確的數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換后送 往計(jì)算機(jī)7分析處理及存儲(chǔ)。最后用打印機(jī)9打印出最后結(jié)果。穩(wěn)壓電源電路4為A/D轉(zhuǎn)換 器2、處理器3、無線通信模塊5供電，穩(wěn)壓電源電路8為無線通信模塊6及監(jiān)控計(jì)算機(jī)7供電。
權(quán)利要求1、一種基于Zigbee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)壓測(cè)量裝置，包括風(fēng)壓監(jiān)測(cè)部分、風(fēng)壓數(shù)據(jù)無線傳輸部分、風(fēng)壓數(shù)據(jù)無線接收部分，其特征在于所述風(fēng)壓監(jiān)測(cè)部分由壓力傳感器(1)、A/D轉(zhuǎn)換器(2)、處理器(3)及穩(wěn)壓電源電路(4)組成；壓力傳感器(1)的輸出端接A/D轉(zhuǎn)換器(2)的輸入端；A/D轉(zhuǎn)換器(2)、處理器(3)及穩(wěn)壓電源電路(4)依次電連接；所述風(fēng)壓數(shù)據(jù)無線傳輸部分包括無線通信模塊(5)和穩(wěn)壓電源電路(4)，無線通信模塊(5)連接穩(wěn)壓電源電路(4)；所述風(fēng)壓數(shù)據(jù)無線接收部分由無線通信模塊(6)、計(jì)算機(jī)(7)和穩(wěn)壓電源電路(8)構(gòu)成，無線通信模塊(6)的輸出端接計(jì)算機(jī)(7)的輸入端，穩(wěn)壓電源電路(8)分別連接無線通信模塊(6)和計(jì)算機(jī)(7)；處理器(3)的輸出端連接無線通信模塊(5)，無線通信模塊(5)與無線通信模塊(6)通過Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Zigbee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)壓測(cè)量裝置，其特征在于 所述壓力傳感器(l)為1-30個(gè)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Zigbee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)壓測(cè)量裝置，其特征在于 計(jì)算機(jī)(7)連接打印機(jī)(9)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于Zigbee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)壓測(cè)量裝置。包括風(fēng)壓監(jiān)測(cè)部分以及風(fēng)壓數(shù)據(jù)無線傳輸、接收部分，風(fēng)壓監(jiān)測(cè)部分由壓力傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、處理器及穩(wěn)壓電源電路構(gòu)成；風(fēng)壓數(shù)據(jù)無線傳輸部分由無線通信模塊和相應(yīng)配備的穩(wěn)壓電源電路組成；風(fēng)壓數(shù)據(jù)無線接收部分包括數(shù)據(jù)信號(hào)的接收及處理輸出，主要由無線通信模塊、計(jì)算機(jī)和相應(yīng)配備的穩(wěn)壓電源電路構(gòu)成。與有線的數(shù)據(jù)采集和傳輸比較，本實(shí)用新型克服了布線的弊端，拓展了建筑結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集的手段；由于Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)自身的特點(diǎn)，本實(shí)用新型能夠很好的解決短距離的無線數(shù)據(jù)傳輸與接收。
文檔編號(hào)G08C17/02GK201242482SQ200820151709
公開日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2008年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月7日
發(fā)明者丹 周, 昕 趙 申請(qǐng)人:趙 昕;周 丹