无线振动传感器网络节点设计

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ＤｅｉｎｏｉｅｅｓＮｏｄｓｒｃｉｅＴｅｔｇＮｅｗｏｋＮｏｅｓｇｆＷｒｌｓｎｅｔｕｔｓｉｔｒｄｓｖｎ
Ｌｉ，Ａｉ－ｅＩａＹＯＪｊＪｎｎｉ
（ｔｔｙＬｂｒｔｒｒＥｅｔｏｉＴｓｉｇＴｃｎｌｇ，ｒｈＵｉｅｓｙｏＣｉａＴｉｕｎ００５，ｈｎ）ＳａｅＫｅａｏａｏｙｆｌｒｎｃｅｔｅｈｏｏｙＮｏｔｎｖｒｉｆｈｎ，ａｙａ３０１Ｃｉａｏｃｎｔ
０引言
冲击回波法是用直径为 ‘ ３— ０ｍｍ的小钢球冲击测试物ｐ２体表面，生的瞬时脉冲波传人物体内部（物体为均匀介产设
质）并在内部缺陷（，孔洞、蜂窝、分层）或弹性模量有差异的界面处反射到结构表面，引起质点的振动，而通过提取质点的继
ｂｈｏｅａｅｅｔｍａｅｉｌｄｆｃｓＴｅｎｄｓｉｈａｄａｅｃｒｕｔｏｋＣｃｏｅＩＩｓｒｓＦＧＡｓｔｅｃｒｉｃｕｉｇ３ｙｔｅｎｄｓｃｎｄｔｃｔｒａｅｅｔ．ｏｅｎｔｅｈｒｗｒｉｉｔｏｙｌｎＩｅｉＰｈｃｅａｈｏｅ，ｌｄｎＤｎ
线传输。
１１控制单元．
图１系统整体框图
控制单元采用ＣｃｎＩ系列ＦＧ．ｙｌｅＩｏＩＰＡ此系列是前所未有地同时实现低功耗、成本和高性能的ＦＧ．文中采用低ＰＡＥ３１Ｅ４ＣＰＣ０１４Ｎ作为系统的硬件开发平台，它具有１２个逻０３０辑单元，１ｂｔＡ１１４４ＫｉＲＭ，８８的硬件乘法器２ｓ３个，２个锁相环，０个全局时钟网络。利用ＡＡＯ１ＶＬＮ总线完成对各个模块
ｔｅａｄｃｎｂｓｄｆｒｖｂａｉｎｄｔｃｉｎｉ，ｎａｅｕｅｉｒｔｅｅｔ．ｖｏｏｏＫｅｒｓｉａｔｅｈ；ｉｒｔｎｔｓｉｇｗｒｌｓｅｓｒｎｔｏｋｎｄｙｗｏｄ：ｍｐｃ— ｃｏｖｂａｉｅｔ；ｉｅｅｓｓｎｏｅｗｒｏｅｏｎ
频段的无线收发单元、１个传感器单元和ＵＢ—ＳＩ电路以实现无线、线两种传输方式。实验结果表明设计系统是可行ＳＰ有
且有效的，将会为ＭＭＳ技术应用于振动检测领域奠定基础。Ｅ关键词：冲击回波法；振动测试；无线传感器网络节点中图分类号：Ｐ１Ｔ２２文献标识码：Ａ文章编号：０２～１４（０１１０７０１０８１２１）０— ０６— ２
ＡｂｔａｔＴｉａｅｔｄｃｄａｋｎｆｓｎｏｅｗｏｋｎｄｕｔｂｅｆｒｖｂａｉｎｔｓｉｇＴｅｓｎｏｅｗｒｉｈｓｔｕｓｒｃ：ｈｓｐｐｒｉｒｕｅｉｄｏｅｓｒｎｔｒｏｅｓｉｌｏｉｒｔｅｔ．ｅｓｒｎｔｏｋｗｈｃｅｐｎｏａｏｎｈ
ｃｒｕｔｏｒａｉｅｔｅｗｒｌｓｎａｌｗｏｋｎｓｏａｓｓｉｎＥｐｒｎａｅｕｔｈｗｔａｈｓｓｓｍｓｆａｉｌｎｆｅｉｉｔｅｌｈｉｅｓａｄｃｂｅｔｉｄｆｒｍｉｓ．ｘｅｉｔｌｓｌｓｏｈｔｔｉｙｔｉｅｓｂｅａｄｅｆ — ｃｚｅｔｎｏｍｅｒｓｅｅ
ｖｂａｉｎｓｇａｉｏａｃｕｓｉｎｍｏｕｅＳａｄｍｅｒ２４ＧＨｚｗｉｌｓｒｎｃｉｅｄｌ，ｅｓｒｕｉａｄＵＳ — ＳＩｉｒｔｉｎｌｄｓｓｌａｑｉｉｏｄｌ，Ｄｃｒｍｏｙ，．ｏｐｔｒｅｓｔｓｅｖｒｍｏｕｅａｓｎｏｎｔｎＢｅａＰ
摘要：介绍了一种适用于振动测试的传感器网络节点，通过该节点搭建的传感器网络可以检测材料是否存在缺陷。
该节点的硬件电路以ｃｃｎＩ系列ＦＧｙｌｅＩｏＩＰＡ为核心，包括３维振动信号调理采集单元、１个外部ＳＤ卡存储器、１个２４Ｇ．
振动信息，判断物体的内部缺陷… 。冲击回波法在机件内部缺
陷检测、沥青及水泥路面等板状体厚度测定、面开口裂缝深表
度测定等方面具有极高应用价值。目前利用冲击回波法进行无损检测，多数采用单点有线方式进行检测，由于回波振动幅度小、向性强、方传播时径向干扰较强，造成检测过程中存在较大的误差。针对上述问题，提出利用ＭＥＭＳ三轴加速度计拾取回波信号并采用多节点无线方式搭建无线无损检测系统。利用ＭＥＳ三轴加速度计拾取回波振动信号，仅能够采集回波的Ｍ不
２１拄０１
仪
表技术与传感器
２１０１Ｎ．０ｏ１
第１０期
ＩｓｒｍｅｔＴｃｎｑｅａｄＳｎｏｎｔｕｎｅｈｉｕｎｅｓｒ
无线振动传感器网络节点设计
李剑，姚金杰
（中北大学电子测试技术国家重点实验室，山西太原００５）３０１