CN203455070U - 一种基于震动侦测节点的电路结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于震动侦测节点的电路结构，包括分别与电源模块相连接的传感器模块和处理模块，传感器模块为采集节点震动与倾斜信息的检测器件，处理模块则为内设有A/D转换电路以及无线通信电路的处理单元，传感器模块连接在A/D转换电路上，所述的无线通信电路为供震动侦测网络各节点相连接的射频收发模块，在所述的处理模块上还设有供无线通信电路正常工作的天线模块。本实用新型设计合理，系统采用模块化的设计，在满足无线式震动侦测的同时，还具有灵敏度高、成本低廉、布设方便、功耗低、抗毁性强的特点，并使得长时间无人值守的震动侦测成为现实，极具推广价值。

Description

一种基于震动侦测节点的电路结构

技术领域

 本实用新型涉及震动侦测领域，具体的说，是一种基于震动侦测节点的电路结构。

背景技术

在日常生活中，风力、车辆运动、海浪等原因导致的震动不可避免，会对一些大型土木工程（如桥梁、高楼、海洋平台等）及一些精密仪器的寿命和可靠性造成一定的影响，缩短其寿命，甚至造成不可逆转的破坏，所以对震动的实时侦测成为了建筑业的一个重要问题。传统的震动侦测系统通常由一个以上的震动侦测节点组网而成，同时，再将上述的一个以上的震动侦测节点连接在计算机上，以实现各震动点的实时监测。目前，对于震动侦测节点而言，常用的加速度传感器有：MEMS振动加速度传感器、机械式振动加速度传感器、压电或光纤式振动加速度传感器，在实际使用时，常存在体积大、电路复杂、能耗高、不易组网等缺点，不适合现场长时间的应用，因此，针对现有震动侦测节点存在的问题，本实用新型应运而生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于震动侦测节点的电路结构，采用处理模块作为主控芯片，控制节点的传感模块对信号进行采集，并实现信号的处理和发送，在满足震动侦测的同时，还具有灵敏度高、成本低廉、布设方便、功耗低、抗毁性强的特点，应用前景很好。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种基于震动侦测节点的电路结构，包括分别与电源模块相连接的传感器模块和处理模块，传感器模块为采集节点震动与倾斜信息的检测器件，处理模块则为内设有A/D转换电路以及无线通信电路的处理单元，传感器模块连接在A/D转换电路上，该结构克服了现有震动侦测节点存在的体积大、电路复杂、能耗高等缺点，提出了一种以处理模块为主控核心的无线式震动侦测节点，在实际使用时，组成震动侦测网络的各节点可通过无线通信电路相连，并组网形成震动侦测系统，尤其适用于长时间无人值守的震动侦测工作。

在本实用新型中，所述的无线通信电路为供震动侦测网络各节点相连接的射频收发模块，在所述的处理模块上还设有供无线通信电路正常工作的天线模块。

为更好的实现上述结构，本实用新型在所述处理模块的管脚上定义有RF_N引脚、RE_N引脚，所述的天线模块则通过RF_N引脚、RE_N引脚与处理模块的无线通信电路相连接。

传感器模块是震动侦测节点的重要组成部分，其好坏决定了震动侦测节点是否能够精确采集震动信息，本实用新型在综合考虑传感器的能耗、体积、成本和稳定性等因素的基础上，提出了如下结构：所述的传感器模块包括震动与倾斜传感器，在所述处理模块的管脚上定义有P0.0引脚、P1.0引脚，震动与倾斜传感器则通过P0.0引脚、P1.0引脚与处理模块的A/D转换电路相连接，该电路结构具有体积小、能耗低、价格便宜等优点。

为便于侦测节点的携带及维护，本实用新型所述的电源模块为锂电池，它可为节点的运行提供所需的能量，其电压输出端分别连接在震动与倾斜传感器、处理模块上，在震动与倾斜传感器、处理模块的管脚上则均定义有供电压输出端相连的Vin引脚。

为更好的实现本实用新型，所述的震动与倾斜传感器为VBS061100；所述的处理模块为CC2530。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型设计合理，采用处理模块作为主控芯片，控制节点的信息采集、处理和发送，在满足无线式震动侦测的同时，还具有灵敏度高、成本低廉、布设方便、功耗低、抗毁性强的特点，并使得长时间无人值守的震动侦测成为现实，极具推广价值。

（2）本实用新型所述的传感器模块采用VBS061100型震动与倾斜传感器，具有采集精度高、能耗低、体积小、成本低廉以及稳定性能强等特性。

（3）本实用新型为便于侦测节点的携带及维护，采用锂电池作为系统的电源模块，如：采用两节1.5 V干电池进行供电，它不仅能为节点的运行提供所需的能量，还能确保系统的持续性和可恢复性。

附图说明

图1为本实用新型的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例：

本实用新型提出了一种基于震动侦测节点的电路结构，该系统克服了现有震动侦测节点存在的体积大、电路复杂、能耗高等缺点，其结构如图1所示，主要由传感器模块、处理模块以及电源模块三部分组成，在上述结构中，传感器模块为采集节点震动与倾斜信息的检测器件；处理模块为内设有A/D转换电路以及无线通信电路的处理单元，传感器模块连接在A/D转换电路上；电源模块则分别与传感器模块、处理模块相连接。在本实用新型中，处理模块作为系统的主控核心，在实际使用时，可通过无线通信电路实现震动侦测节点的组网通信，每一个震动侦测节点作为系统的前端采集单元，不仅可实现远程计算机的实时监控，还适用于长时间无人值守的震动侦测工作，使用十分方便，可靠性能强，适宜广泛推广使用。

本实用新型采用模块化的设计，提出了由上述三部分模块组成的无线式震动侦测节点，该设计方便了侦测节点的扩展和维修等问题，各模块的具体结构可概括如下：

（1）处理模块：内设有A/D转换电路和无线通信电路，在本实用新型中，无线通信电路为供震动侦测网络各节点相连接的射频收发模块，处理模块可采用CC2530芯片制作而成，该芯片内置的RF收发器（即：射频收发模块）具有出色的灵敏度和抗干扰能力，在实际使用时，可通过天线模块（如：单级子不平衡天线ANT）实现射频信号的发射，其电路结构如图1所示，该天线模块与分立电感C252～C254、分立电感C261相配合和L261组成的射频信号的输入/输出电路，满足了天线模块的阻抗为50Ω的匹配要求，其输入/输出端则与处理模块的无线通信电路相连接，即：连接在处理模块的RF_N引脚、RE_N引脚。

（2）传感器模块：主要负责采集震动信息并进行压缩编码，也是震动侦测节点的重要组成部分，其好坏决定了震动侦测节点是否能够精确采集震动信息，本实用新型在综合考虑传感器的能耗、体积、成本和稳定性等因素的基础上，采用了震动与倾斜传感器作为本实用新型的传感器模块，如：VBS061100，电路结构如图1所示，该传感器件分别通过P0.0引脚、P1.0引脚连接在处理模块的A/D转换电路上，不仅结构十分简单，还具有体积小、能耗低、价格便宜等优点。

（3）电源模块：负责处理模块以及传感器模块的供电，如图1所示，本实用新型在震动与倾斜传感器、处理模块的管脚上则均定义有供电压输出端相连的Vin引脚。在实际使用时，为便于侦测节点的携带及维护，电源模块可采用锂电池，当然，为提高处理模块工作的稳定性，获取芯片的最佳性能，锂电池输入电压应采用两节1.5 V干电池进行供电。

本实用新型设计合理，系统采用模块化的设计，在满足无线式震动侦测的同时，还具有灵敏度高、成本低廉、布设方便、功耗低、抗毁性强的特点，并使得长时间无人值守的震动侦测成为现实，极具推广价值。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于震动侦测节点的电路结构，其特征在于：包括分别与电源模块相连接的传感器模块和处理模块，传感器模块为采集节点震动与倾斜信息的检测器件，处理模块则为内设有A/D转换电路以及无线通信电路的处理单元，传感器模块连接在A/D转换电路上。

2.根据权利要求1所述的一种基于震动侦测节点的电路结构，其特征在于：所述的无线通信电路为供震动侦测网络各节点相连接的射频收发模块，在所述的处理模块上还设有供无线通信电路正常工作的天线模块。

3.根据权利要求2所述的一种基于震动侦测节点的电路结构，其特征在于：在所述处理模块的管脚上定义有RF_N引脚、RE_N引脚，所述的天线模块则通过RF_N引脚、RE_N引脚与处理模块的无线通信电路相连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于震动侦测节点的电路结构，其特征在于：所述的传感器模块包括震动与倾斜传感器，在所述处理模块的管脚上定义有P0.0引脚、P1.0引脚，震动与倾斜传感器则通过P0.0引脚、P1.0引脚与处理模块的A/D转换电路相连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于震动侦测节点的电路结构，其特征在于：所述的电源模块为锂电池，其电压输出端分别连接在震动与倾斜传感器、处理模块上，在震动与倾斜传感器、处理模块的管脚上则均定义有供电压输出端相连的Vin引脚。

6.根据权利要求5所述的一种基于震动侦测节点的电路结构，其特征在于：所述的震动与倾斜传感器为VBS061100。

7.根据权利要求1～6任一项所述的一种基于震动侦测节点的电路结构，其特征在于：所述的处理模块为CC2530。

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