無線遙測傳感器節(jié)點使用簡單方便,極大地節(jié)約了測試中由于反復(fù)布設(shè)有線數(shù)據(jù)采集設(shè)備而消耗的人力和物力,廣泛應(yīng)用于振動加速度數(shù)據(jù)采集和工業(yè)設(shè)備在線監(jiān)測。系統(tǒng)節(jié)點結(jié)構(gòu)緊湊,體積小巧,由電源模塊、采集處理模塊、無線收發(fā)模塊組成,內(nèi)置加速度傳感器,封裝在PPS塑料外殼內(nèi)。 無線遙測傳感器每個節(jié)點的zui高采樣率可設(shè)置為4KHz,每個通道均設(shè)有抗混疊低通濾波器。采集的數(shù)據(jù)既可以實時無線傳輸至計算機,也可以存儲在節(jié)點內(nèi)置的2M數(shù)據(jù)存儲器內(nèi),保證了采集數(shù)據(jù)的準確性。節(jié)點的空中傳輸速率可以達到250Kbps,有效室外通訊距離可達300m。節(jié)點設(shè)計有專門的電源管理軟硬件,在實時不間斷傳輸情況下,節(jié)點功耗僅30mA,使用內(nèi)置的可充電電池,可連續(xù)測量12小時。 近年來,隨著無線通信技術(shù)的成熟,無線傳感器遙測系統(tǒng)呈現(xiàn)出其巨大的*性。遙測系統(tǒng)在于實現(xiàn)遠距離的溫度等參數(shù)測量,以解決被測地點與儀表室或控制室距離較遠,或被測參數(shù)地點有害人身安全的問題[1-2]。例如,在大型水壩的應(yīng)力測量、煉鐵高爐爐壁的溫度測量、大型自動化生產(chǎn)設(shè)備的參數(shù)測量及核反應(yīng)區(qū)有關(guān)參數(shù)測量等領(lǐng)域需要進行參數(shù)遙測。 遠距離信息傳輸?shù)姆绞胶芏啵缟漕l、紅外線等無線傳輸及電纜、光纖有線傳輸?shù)?。采用電纜作信息傳輸是zui簡單的方式,但信息在傳輸過程中有較大的損耗,抗干擾性能差,重量大;采用光纖傳輸成本太高,不易維護;采用紅外線傳輸時,則受氣候影響較大,而且距離較遠時,需要較大的發(fā)射功率[3]。本系統(tǒng)利用基于射頻芯片CC2420和單片機AT89S53為核心的無線傳感器硬件節(jié)點設(shè)計了一種簡單、數(shù)據(jù)傳輸精度高、抗干擾能力強的新型遙測系統(tǒng),本系統(tǒng)主要用于有強電場、強磁場干擾且不便于近距離測量的場合。本文以遙測溫度為例來說明設(shè)計思想。 系統(tǒng)主要有四部分組成:數(shù)據(jù)采集部分;數(shù)據(jù)處理部分;無線通信部分;接收顯示部分。其中數(shù)據(jù)采集部分由傳感器、信號調(diào)整電路、光電隔離及A/D轉(zhuǎn)換組成。接收顯示電路部分由解碼器、七段碼譯碼器、十進制計數(shù)器、驅(qū)動器、數(shù)碼顯示電路等組成。發(fā)送電路中采用了編碼器,在接收電路中相應(yīng)增加了解碼器,從而有效控制了由無線信道噪聲或干擾造成的差錯,同時也擴展了射頻電路發(fā)送數(shù)據(jù)的容量。系統(tǒng)設(shè)計所選用的器件都具有較強的抗干擾能力,能夠適用于有強電場、強磁場干擾的工業(yè)場合。 溫度變送器可對傳感器的數(shù)據(jù)進行處理,包括對測量信號的調(diào)理(如濾波、放大等)、數(shù)據(jù)顯示、自動校正和自動補償?shù)取K馨褌鞲衅鳈z測的電信號變成4~20mA的直流信號。信號調(diào)整電路負責把溫度傳感器的4~20mA的標準電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號,zui簡單的方法是在輸出端串聯(lián)一個電阻,但這樣的電壓零點信號不是0V,所以一般采用I/V轉(zhuǎn)換器,本系統(tǒng)采用了RCV420變換器。 |