CN201242482Y - 基于Zigbee无线传感器网络的风压测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于Zigbee无线传感器网络的风压测量装置。包括风压监测部分以及风压数据无线传输、接收部分，风压监测部分由压力传感器、A/D转换器、处理器及稳压电源电路构成；风压数据无线传输部分由无线通信模块和相应配备的稳压电源电路组成；风压数据无线接收部分包括数据信号的接收及处理输出，主要由无线通信模块、计算机和相应配备的稳压电源电路构成。与有线的数据采集和传输比较，本实用新型克服了布线的弊端，拓展了建筑结构现场数据采集的手段；由于Zigbee无线网络技术自身的特点，本实用新型能够很好的解决短距离的无线数据传输与接收。

Description

基于Zigbee无线传感器网络的风压测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种基于Zigbee无线传感器网络的风压测量装置。

背景技术

随着轻质高强材料的发展，出现了一大批高层及超高层建筑。对于这些建筑而言，风荷载往往起到主要控制作用。因此，需要构建用于不间断地评估结构健康状况的健康监测系统。

传统的结构风压测量装置一般只是包含数量不多的传感器，以有线的方式连接到控制处理中心，在该中心实时处理所有的数据，存在布线困难、数据传输瓶颈问题、传感器维护及故障检修不易等缺点。现有兴起的无线风压测量装置基本上使用GPS系统或是基于Internet TCP/IP协议，主要应用于远程数据传输，费用较高，数据传输可靠性低。而短距离数据传输仍然使用有线网络，对于一些布线困难的结构而言，采用易布建低成本的Zigbee无线传感器网络将更为合适。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于Zigbee无线传感器网络的风压测量装置。

本实用新型提出的基于Zigbee无线传感器网络的风压测量装置，包括风压监测部分、风压数据无线传输部分、风压数据无线接收部分，其中：

所述风压监测部分由压力传感器1、A/D转换器2、处理器3及稳压电源电路4组成；压力传感器1的输出端接A/D转换器2的输入端；A/D转换器2、处理器3及稳压电源电路4依次电连接；

所述风压数据无线传输部分包括无线通信模块5和稳压电源电路4，无线通信模块5连接稳压电源电路4；

所述风压数据无线接收部分包括数据信号的接收及处理输出，由无线通信模块6、计算机7和稳压电源电路8构成，无线通信模块6的输出端接计算机7的输入端，稳压电源电路8分别连接无线通信模块6和计算机7；

处理器3的输出端连接无线通信模块5，无线通信模块5与无线通信模块6通过Zigbee无线网络连接。

本实用新型中，所述压力传感器1为n个，压力传感器1的个数视具体情况而定，通常为1-30个。

本实用新型中，所述用于风压数据无线接收部分的软件，是用C51源代码编制的数据处理与系统控制软件，包括数据采集模块、数据解码模块、数据发射/接收模块以及控制模块，该软件嵌入到CPU中，接通电源后即可自动运行。

上述计算机中运行的软件主要实现对串口所接收的数据进行分析处理与存储以及系统工作模式的设定与控制。

本实用新型的有益效果在于：

①基于最新的Zigbee技术的无线传感网络

Zigbee技术是专门针对无线传感网络开发的一种短距离、低功效、低速率、成本低、可靠性高的双向无线通信技术。本实用新型采用了最新的Zigbee无线通信技术，形成了基于Zigbee无线传感器网络的风压测量装置。与以往传统的近距离基于有线网络的结构风压测量装置相比较，系统安装、调试的复杂度大大降低。对于一些布线困难的建筑，有着很强的针对性和实用性。

②低功耗

本实用新型采用Chipcon公司的CC2430芯片，在单一的芯片中包含了802.15.4及Zigbee兼容系统中必备的组件，支持休眠模式和外部中断唤醒系统，有效地降低了功耗，在绝大多数目标应用场合下仅靠两节标准5号电池就可持续工作6个月至两年时间，从而延长了各传感器节点维护周期，节省了相应的人力和物力。

③组网灵活、配置快捷

本装置数字化采集与显示精度为0.1kPa，测量范围为0～500Pa，采样频率为10次/秒，无线传输速率250Kb/s，组网接入灵活、方便，传感器节点最多可达30个。

附图说明

图1为本实用新型组成框图。

图2为本实用新型实施例1组成框图。

图中标号：1为压力传感器，2为A/D转换器，3为处理器，4为稳压电源电路，5为无线通信模块，6为无线通信模块，7为计算机，8为稳压电源电路，9位打印机。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图进一步说明本实用新型。

实施例1：如图1所示，在建筑结构的楼层墙面上布置压力传感器1，压力传感器1的输出端接A/D转换器2的输入端；A/D转换器2、处理器3、无线通信模块5及稳压电源电路4依次电连接，主要负责监测区域内风压信息的采集和信号的发射。通过无线通信模块5、无线通信模块6以及相应配备的稳压电源电路4、稳压电源电路8，构成一个Zigbee无线传感器网络。并通过无线通信模块6，将接收到的相关信号传送到监控计算机7进行数据分析处理和存储。

将上述装置应用到高层建筑风压监测中，高层建筑风压监测装置连接图如图2所示，在建筑物的迎风面中部楼层墙面上沿高度等距布置5个压力传感器1，压力传感器1采用Setra Model 264型压力传感器，以4～20mA的电流信号形式输出，电流信号传送给A/D转化器2、处理器3，经此将电流信号还原为风压数据，再将处理器3连接无线通信模块5，进一步转化成Zigbee网络格式的信号进行发射，在Zigbee网络内传输。无线通信模块6接收到无线通信模块5发出的信号后进行解调、解码、校验，将正确的数据进行协议转换后送往计算机7分析处理及存储。最后用打印机9打印出最后结果。稳压电源电路4为A/D转换器2、处理器3、无线通信模块5供电，稳压电源电路8为无线通信模块6及监控计算机7供电。

Claims (3)

1、一种基于Zigbee无线传感器网络的风压测量装置，包括风压监测部分、风压数据无线传输部分、风压数据无线接收部分，其特征在于：

所述风压监测部分由压力传感器(1)、A/D转换器(2)、处理器(3)及稳压电源电路(4)组成；压力传感器(1)的输出端接A/D转换器(2)的输入端；A/D转换器(2)、处理器(3)及稳压电源电路(4)依次电连接；

所述风压数据无线传输部分包括无线通信模块(5)和稳压电源电路(4)，无线通信模块(5)连接稳压电源电路(4)；

所述风压数据无线接收部分由无线通信模块(6)、计算机(7)和稳压电源电路(8)构成，无线通信模块(6)的输出端接计算机(7)的输入端，稳压电源电路(8)分别连接无线通信模块(6)和计算机(7)；

处理器(3)的输出端连接无线通信模块(5)，无线通信模块(5)与无线通信模块(6)通过Zigbee无线网络连接。

2、根据权利要求1所述的基于Zigbee无线传感器网络的风压测量装置，其特征在于所述压力传感器(1)为1-30个。

3、根据权利要求1所述的基于Zigbee无线传感器网络的风压测量装置，其特征在于计算机(7)连接打印机(9)。

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