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GPRS网络和无线传感器网络技术的结合运用,使监测方式变得简单易行,并更具可操作性。利用了无线传感器网络便捷、成本低和功耗低等优点,结合网络的运用,实现了对岩土建筑应力数据的实时采集,并通过GPRS网络对数据进行远程传输。在成本方面,大大节约了以往采用人力监测的资源消耗。 随着我国经济的腾飞,公路、大跨度桥梁、大坝等大型岩土建筑数量越来越多。而地质因素、施工质量、建筑老化等问题使岩土建筑的健康状况的监控变得日益迫切,当今主流的检测应力方法多为人工定时持应力监测设备进行实地测量,这难免导致数据监测的不及时,并产生人为误差。传感器不仅能用在干燥箱上,还能用在岩土的工程监测上。
系统主要利用了无线收发芯片、低功耗单片机以及GPRS模块,通过数据采集节点、数据发送节点将从岩土建筑采集得到的应力数据实时传输到远端的监测人员手中,从而实现了远程实时监测的目的。系统主要由数据采集节点、数据发送节点组成,通过写入协议栈,设置协调器、路由器和数据终端,组建基于协议的传感器网络,数据采集范围可随采集节点网络的增加而扩大。网络先通过“多跳的方式”将多点数据进行汇总,然后通过GPRS网络以短消息方式发送到远端的接收端。另外,通过使用GPRS模块的TCP/IP协议的网络传输功能,应力数据可以同步传输到PC终端,从而实现在线监测。
数据采集模块 传感器:本系统选用了传统贴式应变片,通过设计放大、保持电路,将形变量转换成电信号。应力数据采集部分将应变片黏贴于桥梁模型上, 输出电压为: 式中ε为应变片电桥激励电压, ε为应变片形变量,A为信号调理电路放大倍数。在本文所用桥梁模型中,输出电压信号范围为1 V~2 V。
应力监测系统将高性能、低功耗的单片机与射频模块和GPRS网络结合起来,通过利用2.4 GHz频段的便捷通信使远程实时监控变得更容易,同时大大降低了人力物力的消耗。节点在低功耗模式下,功耗电流可低至36μA,使用单节AA电池供电可以支撑较长时间。
无线数据传输的模式,摆脱了由于布线受地理因素影响的限制。该系统硬件连接简单,易于实现和维护,功耗极低,便于长期使用。
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