一種基于震動偵測節點的電路結構的製作方法
2024-01-29 08:30:15
一種基于震動偵測節點的電路結構的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于震動偵測節點的電路結構，包括分別與電源模塊相連接的傳感器模塊和處理模塊，傳感器模塊為採集節點震動與傾斜信息的檢測器件，處理模塊則為內設有A/D轉換電路以及無線通信電路的處理單元，傳感器模塊連接在A/D轉換電路上，所述的無線通信電路為供震動偵測網絡各節點相連接的射頻收發模塊，在所述的處理模塊上還設有供無線通信電路正常工作的天線模塊。本實用新型設計合理，系統採用模塊化的設計，在滿足無線式震動偵測的同時，還具有靈敏度高、成本低廉、布設方便、功耗低、抗毀性強的特點，並使得長時間無人值守的震動偵測成為現實，極具推廣價值。
【專利說明】一種基于震動偵測節點的電路結構【技術領域】
[0001]本實用新型涉及震動偵測領域，具體的說，是一種基于震動偵測節點的電路結構。【背景技術】
[0002]在日常生活中，風力、車輛運動、海浪等原因導致的震動不可避免，會對一些大型土木工程(如橋梁、高樓、海洋平臺等)及一些精密儀器的壽命和可靠性造成一定的影響，縮短其壽命，甚至造成不可逆轉的破壞，所以對震動的實時偵測成為了建築業的一個重要問題。傳統的震動偵測系統通常由一個以上的震動偵測節點組網而成，同時，再將上述的一個以上的震動偵測節點連接在計算機上，以實現各震動點的實時監測。目前，對于震動偵測節點而言，常用的加速度傳感器有=MEMS振動加速度傳感器、機械式振動加速度傳感器、壓電或光纖式振動加速度傳感器，在實際使用時，常存在體積大、電路複雜、能耗高、不易組網等缺點，不適合現場長時間的應用，因此，針對現有震動偵測節點存在的問題，本實用新型應運而生。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在於提供一種基于震動偵測節點的電路結構，採用處理模塊作為主控晶片，控制節點的傳感模塊對信號進行採集，並實現信號的處理和發送，在滿足震動偵測的同時，還具有靈敏度高、成本低廉、布設方便、功耗低、抗毀性強的特點，應用前景很好。
[0004]本實用新型通過下述技術方案實現:一種基于震動偵測節點的電路結構，包括分別與電源模塊相連接的傳感器模塊和處理模塊，傳感器模塊為採集節點震動與傾斜信息的檢測器件，處理模塊則為內設有A/D轉換電路以及無線通信電路的處理單元，傳感器模塊連接在A/D轉換電路上，該結構克服了現有震動偵測節點存在的體積大、電路複雜、能耗高等缺點，提出了一種以處理模`塊為主控核心的無線式震動偵測節點，在實際使用時，組成震動偵測網絡的各節點可通過無線通信電路相連，並組網形成震動偵測系統，尤其適用於長時間無人值守的震動偵測工作。
[0005]在本實用新型中，所述的無線通信電路為供震動偵測網絡各節點相連接的射頻收發模塊，在所述的處理模塊上還設有供無線通信電路正常工作的天線模塊。
[0006]為更好的實現上述結構，本實用新型在所述處理模塊的管腳上定義有RF_N引腳、RE_N引腳，所述的天線模塊則通過RF_N引腳、RE_N引腳與處理模塊的無線通信電路相連接。
[0007]傳感器模塊是震動偵測節點的重要組成部分，其好壞決定了震動偵測節點是否能夠精確採集震動信息，本實用新型在綜合考慮傳感器的能耗、體積、成本和穩定性等因素的基礎上，提出了如下結構:所述的傳感器模塊包括震動與傾斜傳感器，在所述處理模塊的管腳上定義有P0.0引腳、Pl.0引腳，震動與傾斜傳感器則通過P0.0引腳、Pl.0引腳與處理模塊的A/D轉換電路相連接，該電路結構具有體積小、能耗低、價格便宜等優點。[0008]為便於偵測節點的攜帶及維護，本實用新型所述的電源模塊為鋰電池，它可為節點的運行提供所需的能量，其電壓輸出端分別連接在震動與傾斜傳感器、處理模塊上，在震動與傾斜傳感器、處理模塊的管腳上則均定義有供電壓輸出端相連的Vin引腳。
[0009]為更好的實現本實用新型，所述的震動與傾斜傳感器為VBS061100 ;所述的處理模塊為CC2530。
[0010]本實用新型與現有技術相比，具有以下優點及有益效果:
[0011](I)本實用新型設計合理，採用處理模塊作為主控晶片，控制節點的信息採集、處理和發送，在滿足無線式震動偵測的同時，還具有靈敏度高、成本低廉、布設方便、功耗低、抗毀性強的特點，並使得長時間無人值守的震動偵測成為現實，極具推廣價值。
[0012](2)本實用新型所述的傳感器模塊採用VBS061100型震動與傾斜傳感器，具有採集精度高、能耗低、體積小、成本低廉以及穩定性能強等特性。
[0013](3)本實用新型為便於偵測節點的攜帶及維護，採用鋰電池作為系統的電源模塊，如:採用兩節1.5 V乾電池進行供電，它不僅能為節點的運行提供所需的能量，還能確保系統的持續性和可恢復性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的電路結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合實施例對本實用新型作進一步地詳細說明，但本實用新型的實施方式不限於此。
[0016]實施例:
[0017]本實用新型提出了一種基于震動偵測節點的電路結構，該系統克服了現有震動偵測節點存在的體積大、電路複雜、能耗高等缺點，其結構如圖1所示，主要由傳感器模塊、處理模塊以及電源模塊三部分組成，在上述結構中，傳感器模塊為採集節點震動與傾斜信息的檢測器件；處理模塊為內設有A/D轉換電路以及無線通信電路的處理單元，傳感器模塊連接在A/D轉換電路上；電源模塊則分別與傳感器模塊、處理模塊相連接。在本實用新型中，處理模塊作為系統的主控核心，在實際使用時，可通過無線通信電路實現震動偵測節點的組網通信，每一個震動偵測節點作為系統的前端採集單元，不僅可實現遠程計算機的實時監控，還適用於長時間無人值守的震動偵測工作，使用十分方便，可靠性能強，適宜廣泛推廣使用。
[0018]本實用新型採用模塊化的設計，提出了由上述三部分模塊組成的無線式震動偵測節點，該設計方便了偵測節點的擴展和維修等問題，各模塊的具體結構可概括如下:
[0019](I)處理模塊:內設有A/D轉換電路和無線通信電路，在本實用新型中，無線通信電路為供震動偵測網絡各節點相連接的射頻收發模塊，處理模塊可採用CC2530晶片製作而成，該晶片內置的RF收發器(即:射頻收發模塊)具有出色的靈敏度和抗幹擾能力，在實際使用時，可通過天線模塊(如:單級子不平衡天線ANT)實現射頻信號的發射，其電路結構如圖1所示，該天線模塊與分立電感C252?C254、分立電感C261相配合和L261組成的射頻信號的輸入/輸出電路，滿足了天線模塊的阻抗為50 Ω的匹配要求，其輸入/輸出端則與處理模塊的無線通信電路相連接，即:連接在處理模塊的RF_N引腳、RE_N引腳。
[0020](2)傳感器模塊:主要負責採集震動信息並進行壓縮編碼，也是震動偵測節點的重要組成部分，其好壞決定了震動偵測節點是否能夠精確採集震動信息，本實用新型在綜合考慮傳感器的能耗、體積、成本和穩定性等因素的基礎上，採用了震動與傾斜傳感器作為本實用新型的傳感器模塊，如:￥85061100，電路結構如圖1所示，該傳感器件分別通過？0.0引腳、Pl.0引腳連接在處理模塊的A/D轉換電路上，不僅結構十分簡單，還具有體積小、能耗低、價格便宜等優點。
[0021](3)電源模塊:負責處理模塊以及傳感器模塊的供電，如圖1所示，本實用新型在震動與傾斜傳感器、處理模塊的管腳上則均定義有供電壓輸出端相連的Vin引腳。在實際使用時，為便於偵測節點的攜帶及維護，電源模塊可採用鋰電池，當然，為提高處理模塊工作的穩定性，獲取晶片的最佳性能，鋰電池輸入電壓應採用兩節1.5 V乾電池進行供電。
[0022]本實用新型設計合理，系統採用模塊化的設計，在滿足無線式震動偵測的同時，還具有靈敏度高、成本低廉、布設方便、功耗低、抗毀性強的特點，並使得長時間無人值守的震動偵測成為現實，極具推廣價值。
[0023]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，並非對本實用新型做任何形式上的限制，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本實用新型的保護範圍之內`。
【權利要求】
1.一種基于震動偵測節點的電路結構，其特徵在於:包括分別與電源模塊相連接的傳感器模塊和處理模塊，傳感器模塊為採集節點震動與傾斜信息的檢測器件，處理模塊則為內設有A/d轉換電路以及無線通信電路的處理單元，傳感器模塊連接在A/D轉換電路上。
2.根據權利要求1所述的一種基于震動偵測節點的電路結構，其特徵在於:所述的無線通信電路為供震動偵測網絡各節點相連接的射頻收發模塊，在所述的處理模塊上還設有供無線通信電路正常工作的天線模塊。
3.根據權利要求2所述的一種基于震動偵測節點的電路結構，其特徵在於:在所述處理模塊的管腳上定義有RF_N引腳、RE_N引腳，所述的天線模塊則通過RF_N引腳、RE_N引腳與處理模塊的無線通信電路相連接。
4.根據權利要求3所述的一種基于震動偵測節點的電路結構，其特徵在於:所述的傳感器模塊包括震動與傾斜傳感器，在所述處理模塊的管腳上定義有P0.0引腳、Pl.0引腳，震動與傾斜傳感器則通過P0.0引腳、Pl.0引腳與處理模塊的A/D轉換電路相連接。
5.根據權利要求4所述的一種基于震動偵測節點的電路結構，其特徵在於:所述的電源模塊為鋰電池，其電壓輸出端分別連接在震動與傾斜傳感器、處理模塊上，在震動與傾斜傳感器、處理模塊的管腳上則均定義有供電壓輸出端相連的Vin引腳。
6.根據權利要求5所述的一種基于震動偵測節點的電路結構，其特徵在於:所述的震動與傾斜傳感器為VBS061100。
7.根據權利要求1?6任一項所述的一種基于震動偵測節點的電路結構，其特徵在於:所述的處理模塊為CC2530。
【文檔編號】G01H11/06GK203455070SQ201320475295
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年8月6日 優先權日:2013年8月6日
【發明者】張洪遠 申請人:成都飛逸計算機服務有限公司