无线振动传感器

时间:2024-09-07 18:43:16编辑:揭秘君

无线传感器的应用实例

桥梁健康检测及监测  桥梁结构健康监测(SHM)是一种基于传感器的主动防御型方法,可以弥补目前安全性能十分重要的结构中,把传感器网络安置到桥梁、建筑和飞机中,利用传感器进行SHM是一种可靠且不昂贵的做法,可以在第一时间检测到缺陷的形成。这种网络可以提早向维修人员报告在关键结构中出现的缺陷,从而避免灾难性事故。  粮仓温湿度监测  无线传感器网络技术在粮库粮仓温度湿度监测领域应用最为普遍,这是由于粮库粮仓温度湿度的测点多,分布广,使用纵横交错的信号线会降低防火安全系数,应用无线传感器网络技术具有低功耗,低成本,布线简单,安装方便,易于组网,便于管理维护等特点。  混凝土浇灌温度监测  在混凝土施工过程中,将数字温度传感器装入导热良好的金属套管内,可保证传感器对混凝土温度变化作出迅速的反应。每个温度监测金属管接入一个无线温度节点,整个现场的无线温度节点通过无线网络传输到施工监控中心,不需要在施工现场布放长电缆,安装布放方便,能够有效解决温度测量点因为施工人员损坏电缆造成的成活率较低的问题.  地震监测  通过使用由大量互连的微型传感器节点组成的传感器网络,可以对不同环境进行不间断的高精度数据搜集。采用低功耗的无线通信模块和无线通信协议可以使传感器网络的生命期延续很长时间。保证了传感器网络的实用性。  无线传感器网络相对于传统的网络,其最明显的特色可以用六个字来概括即:“自组织,自愈合”。这些特点使得无线传感器网络能够适应复杂多变的环境,去监测人力难以到达的恶劣环境地区。BEETECH无线传感器网络节点体积小巧,不需现场拉线供电,非常方便在应急情况下进行灵活部署监测并预测地质灾害的发生情况。  建筑物振动检测  建筑物悬臂部分不会因为旁边公路及地铁交通所引发的振动而超过舒适度的要求;通过现场测量,收集数据以验证由公路及地铁交通所引发的振动与主楼悬臂振动之相互关系; 同时,通过模态分析得到主楼结构在小振幅脉动振动工况下前几阶振动模态的阻尼比,为将来进行结构的小振幅动力分析提供关键数据。  本次应用采用高精度加速度传感器,捕捉大型结构微弱振动,同样适用于风载,车辆等引起的脉动测量。

无线传感器在网络中的应用设计

  下面是由整理的毕业设计论文《无线传感器在网络中的应用设计》,欢迎阅读。

  1引言

  无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,简称WSNs)是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信形成一个多跳自组织网络系统,能够实时监测、感知和采集网络分布区域内监视对象的各种信息,并加以处理,完成数据采集和监测任务。WSNs综合了传感器、嵌入式计算、无线通讯、分布式信息处理等技术,具有快速构建、自配置、自调整拓扑、多跳路由、高密度、节点数可变、无统一地址、无线通信等特点,特别适用于大范围、偏远距离、危险环境等条件下的实时信息监测,可以广泛应用于军事、交通、环境监测和预报、卫生保健、空间探索等各个领域。

  2节点的总体设计和器件选型

  2.1节点的总体设计

  WSNs微型节点应用数量比较大,更换和维护比较困难,要求其节点成本低廉和工作时间尽可能长;功能上要求WSNs中不应该存在专门的路由器节点,每个节点既是终端节点,又是路由器节点。节点间采用移动自组织网络联系起来,并采用多跳的路由机制进行通信。因此,在单个节点上,一方面硬件必须低能耗,采用无线传输方式;另一方面软件必须支持多跳的路由协议。基于这些基本思想,设计了以高档8位AVR单片机ATmega128L为核心,结合外围传感器和2.4 GHz无线收发模块CC2420的WSNs微型节点。这两款器件的体积非常小,加上外围电路,其整体体积也很小,非常适合用作WSNs节点的元件。

  图1给出WSNs微型节点结构。它由数据采集单元、数据处理单元、数据传输单元和电源管理单元4部分组成。数据采集单元负责监测区域内信息的采集和数据转换,设计中包括了可燃性气体传感器和湿度传感器;数据处理单元负责控制整个节点的处理操作、路由协议、同步定位、功耗管理、任务管理等;数据传输单元负责与其他节点进行无线通信,交换控制消息和收发采集数据;电源管理单元选通所用到的传感器,节点电源由几节AA电池组成,实际工业应用中采用微型纽扣电池,以进一步减小体积。为了调试方便及可扩展性,可将数据采集单元独立出来,做成两块能相互套接的可扩展主板。

  2.2处理器选型

  处理器的选型要求和指标是功耗低,保证长时间不更换电源也能顺利工作,供给电压小于5 V,有较快的处理速度和能力,由于节点是需要大量安置的,所以价格也要相对便宜。选用AVR单片机,考虑到电路中I/O的个数不多,功耗低、成本低、适合与无线器件接口配合等多方面因素,综合对比后,选用Atmel公司的ATmega128L。该微型控制器拥有丰富的片上资源,包括4个定时器、4 KB SRAM、128KB Flash和4 KBEEPROM;拥有UART、SPI、I2C、JTAG接口,方便无线器件和传感器的接入;有6种电源节能模式,方便低功耗设计。

  2.3无线通信器件选型 CC2420是一款符合ZigBee技术的高集成度工业用射频收发器,其MAC层和PHY层协议符合802.15.4规范,工作于2.4 GHz频段。该器件只需极少外部元件,即可确保短距离通信的有效性和可靠性。数据传输单元模块支持数据传输率高达250 Kb/s,即可实现多点对多点的快速组网,系统体积小、成本低、功耗小,适于电池长期供电,具有硬件加密、安全可靠、组网灵活、抗毁性强等特点。

  2.4传感器选型

  由于WSNs是用于矿下安全监测,常要检测矿下可燃气体的浓度(预防瓦斯气体浓度过高)和空气湿度,所以要选择测量气体浓度和湿度的传感器。

  2.4.1 HIH-4000系列测湿传感器

  HIH-4000系列测湿传感器作为一个低成本、可软焊的单个直插式组件(SIP)能提供仪表测量质量的相对湿度(RH)传感性能。RH传感器可用在二引线间有间距的配量中,它是一个热固塑料型电容传感元件,其内部具有信号处理功能。传感器的多层结构对应用环境的不利因素,诸如潮湿、灰尘、污垢、油类和环境中常见的化学品具有最佳的抗力,因此可认定它能适用矿下环境。

  2.4.2 MR511热线型半导体气敏元件

  MR511型气敏元件利用气体吸附在金属氧化物半导体表面而产生热传导变化及电传导变化的原理,由白金线圈电阻值变化测定气体浓度。MR511由检测元件和补偿元件配对组成电桥的两个臂,遇可燃性气体时,检测元件的电阻减小,桥路输出电压变化,该电压变化随气体浓度的增大而成比例增大,补偿元件具有温度补偿作用。MR511除具有灵敏度高、响应恢复时间短、稳定性好特点外,还具有功耗小,抗环境温湿度干扰能力强的优点。WSNs的节能和井下恶劣温湿环境要求MR5111可以满足。

  3 WSNs节点设计

  3.1数据采集单元

  考虑到无线传感器网络节点的节能和井下恶劣的温湿环境,为了便于数据采集,系统设计采用HIH-4000-01型测湿度传感器和MR511热线型半导体气体传感器。图2、图3分别给出其电路设计图。

  3.2数据处理单元

  ATmega128L的外围电路设计简单,设计时注意在数字电路的电源并人多只电容滤波。ATmega128L的工作时钟源可以选取外部晶振、外部RC振荡器、内部RC振荡器、外部时钟源等方式。工作时钟源的选择通过ATmega128L的内部熔丝位来设计。熔丝位可以通过JTAG编程、ISP编程等方式设置。ATmega128L采用7.3728 MHz和32.768 kHz两个外部晶振。前者用作工作时钟,后者用作实时时钟源。

  3.3数据传输单元

  3.3.1 CC2420外围电路设计

  图4给出数据传输单元的外围电路。CC2420只需要极少的外围元器件。其外围电路包括晶振时钟电路、射频输入/输出匹配电路和微控制器接口电路3部分。

  射频输入/输出匹配电路主要用来匹配器件的输入输出阻抗,使其输入输出阻抗为50 Ω,同时为器件内部的PA及LNA提供直流偏置。射频输入/输出是高阻抗,有差别。射频端最适合的负载是115+j180 Ω。C61、C62、C71、C81、L61组成不平衡变压器,L62和L81匹配射频输入输出到50 Ω;L61和L62同时提供功率放大器和低噪声放大器的直流偏置。内部的T/R开关是为了切换低噪声放大器/功率放大器。R451偏置电阻是电流基准发生器的精密电阻。CC2420本振信号既可由外部有源晶体提供,也可由内部电路提供。若由内部电路提供时,需外加晶体振荡器和两只负载电容,电容的大小取决于晶体的频率及输入容抗等参数。设计采用16 MHz晶振时,其电容值约为22 pF。C381和C391是外部晶体振荡器的负载电容。片上电压调节器提供所有内部1.8 V电源的供应。C42是电压调节器的负载电容,用于稳定调节器。为得到最佳性能必须使用电源去耦。在应用中使用大小合适的去耦电容和功率滤波器是非常重要的。CC2420可以通过4线SPI总线(SI、SO、SCLK、CSn)设置器件的工作模式,并实现读,写缓存数据,读/写状态寄存器等。通过控制FIFO和FIFOP引脚接口的状态可设置发射/接收缓存器。

  3.3.2配置IEEE 802.15.4工作模式

  CC2420为IEEE 802.15.4的数据帧格式提供硬件支持。其MAC层的帧格式为:头帧+数据帧+校验帧;PHY层的帧格式为:同步帧+PHY头帧+MAC帧,帧头序列的长度可通过设置寄存器改变,采用16位CRC校验来提高数据传输的可靠性。发送或接收的数据帧被送入RAM中的128字节缓存区进行相应的帧打包和拆包操作。表1给出CC2420的四线串行SPI接口引脚功能。它是设计单片机电路的依据,充分发挥这些功能是设计无线通信产品的前提。

  3.3.3 CC2420与单片机接口电路设计

  图5给出CC2420与ATmega128L单片机的接口电路。CC2420通过简单的四线(SI、SO、SCLK、CSn)与SPI兼容串行接口配置,这时CC2420是受控的。ATmega128L的SPI接口工作在主机模式,它是SPI数据传输的控制方;CC2420设为从机工作方式。当ATmega128L的SPI接口设为主机工作方式时,其硬件电路不会自动控制SS引脚。因此,在SH通信时,应在SPI接口初始化,它是由程序控制SS,将其拉为低电平,此后,当把数据写入主机的SPI数据寄存器后,主机接口将自动启动时钟发生器,在硬件电路的控制下,移位传送,通过MOSI将数据移出ATmega128L,并同时从CC2420由MISO移人数据,8位数据全部移出时,两个寄存器就实现了一次数据交换。

  4结语

  通过对于无线传感器网络节点中传感器元件、数据处理模块、数据传输模块和电源的选择,设计了一种以CC2420和ATmega128L为主体的硬件方案。利用该方案设计的CC2420和ATmega128L的外围电路以及两者之间的接口电路。此外,还对传感器与单片机的接口电路进行设计。通过实验验证,设计的硬件节点基本上达到了项目要求,经调试能通过传感器正确真实地采集数据,并实现两个无线节点(两个电路板。AA电池供电)在30 m左右的通信、传输数据、并反映到终端设备。


国内三轴加速度传感器生产厂家有哪些?

  目前的三轴加速度传感器大多采用压阻式、压电式和电容式工作原理,产生的加速度正比于电阻、电压和电容的变化,通过相应的放大和滤波电路进行采集。这个和普通的加速度传感器是基于同样的原理,所以在一定的技术上三个单轴就可以变成一个三轴。对于多数的传感器应用来看,两轴的加速度传感器已经能满足多数应用。但是有些方面的应用还是集中在三轴加速度传感器中例如在数采设备,贵重资产监测,碰撞监测,测量建筑物振动,风机,风力涡轮机和其他敏感的大型结构振动。
  没有。


有能用PLC读取的加速度传感器吗,最好有厂家和型号。

欧姆龙展出3轴加速度传感器的传感器模块与组合无线标签(RFID标签)。无线标签使用13.56MHz频带,依据的是ISO/IEC 15693。
  该产品特点是,通过与使用电磁感应方式进行通信的无线标签结合,在构成传感器网络时可以不使用电池。该模块由欧姆龙与日本立命馆大学联合开发。“如果内置于建筑物等,便可提高安全性,在遇到灾害时检测出危险。此前多数传感器网络均以配备电池为前提。省去电池后,用途会更加广泛”。

  此次欧姆龙开发的传感器模块,由无线标签用的RF电路和控制电路、起电电路、3轴加速度传感器,以及传感器用的放大器和开关组成。
  该公司2006年度还计划将RF电路、控制电路及起电路集成在一枚芯片中、将3轴加速度传感器、放大器及开关集成在一枚芯片中,通过这些手段来开发封装面积为2.5mm见方的传感器模块。


振动传感器检测方法有哪些?

  现在科技发展日新月异,每天都会有新事物的产生,尤其是在现在工业上,更加趋向于数字化和信息化,工艺上测试系统目前最先进的检测方法是振动传感器,那振动传感器是怎么进行检测的呢?测试方法有哪些呢?  振动传感器的检测方法有哪些?  振动传感器最突出的优势就是多功能性、智能化以及数字化,振动传感器在工程中检测方法有很多种,今天我们主要按照测量方法中的一些参数,还有测量过程中的一些物理性质分为以下三种:  第一种方法是是机械式的,测量过程中把振动的参量转换成一些机械信号,这些信号经过一定的放大处理后,再进行测量以及记录。测量过程中比较常用的仪器主要有杠杆式测振仪,还有盖格尔测振仪,这种测量的频率是比较低的,而且也不是非常精确,但是在一些现场进行测试的时候是最简单的方法。  第二种方法是光学式的,这种测试不再把振动的参数转换成机械信号,而是把这些参量转换成光学信号,然后这些信号经过系统放大处理之后就可以显示和记录了,读数的时候使用比较多的是显微镜还有激光测振仪。  第三种方法是电测,同样,这种就是把振动的参数转换成电信号,然后经过电子线路进行显示和记录。电测发是应用最广泛的一种方法,因为,电测法把振动量转为为了电动势、电荷还有其他的电量,之后才进行的测试,这样更加准确一些。  上边介绍的三种检测方法虽然物理性质是不相同的,但是测量系统基本相同,有拾振环节,就是把振动量转换成其他信号的这个环节,完成需要使用传感器;测量电路,要根据每一种传感器的各种变换原理还设计;信号分析以及显示记录环节,记录的时候可以记录在磁带上,然后再经过一系列的处理得到最终的结果。  振动传感器主要有相对式,还有电涡流式、电感式、电容式以及惯性式、压电式、阻抗式、电阻应变式和激光式等等,每一种使用的技术都不同,性能特点有差异,而且适用的范围也不同。  以上就是为您介绍的的振动传感器检测的几种方法,希望对您有帮助,振动传感器更加的智能化、数字化,为工业上带来更多便利。土巴兔在线免费为大家提供“各家装修报价、1-4家本地装修公司、3套装修设计方案”,还有装修避坑攻略!点击此链接:【https://www.to8to.com/yezhu/zxbj-cszy.php?to8to_from=seo_zhidao_m_jiare&wb】,就能免费领取哦~

振动传感器原理及应用是什么

振动传感器的检测原理主要分为两种,一种是电容式振动传感器另一种是电阻式振动传感器。电容式振动传感器的原理是:当物体振动时,内部的两个电容器间的电容会发生变化,这种变化会影响传感器的输出信号,可以月来检测物体的振动情况;电阻式振动传感器的原理是:当物体振动时,内部有一个电阻片,物体的振动会改变电阻片的抗阻值,从而影响传感器的输出信号;振动传感器在测试技术中是关键部件之一,它具有成本低、灵敏度高、工作稳定可靠,振动检测可调节范围大的优点,广泛应用于能源、化工、医学、汽车、冶金,机器制造,军工,科研教学等诸多领域。

发光二极管是不是传感器?

不是,发光二极管仅仅只是一个发光原件
发光二极管简称为LED。由镓(Ga)与砷(AS)、磷(P)的化合物制成的二极管,当电子与空穴复合时能辐射出可见光,因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯,或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光。
而传感器(英文名称:transducer/sensor)是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。


无线电传感器测量的物理量有哪些

无线电传感器可以测量的物理量包括但不限于以下几种:1. 温度:无线电传感器可以通过测量热敏电阻、热电偶、红外线等方式来测量温度。2. 压力:无线电传感器可以通过测量应变、压电效应、压阻效应等方式来测量压力。3. 湿度:无线电传感器可以通过测量电容、电阻、电感等方式来测量湿度。4. 位移:无线电传感器可以通过测量电容、电感、霍尔效应等方式来测量位移。5. 光强:无线电传感器可以通过测量光电效应、光敏电阻等方式来测量光强。6. 电流、电压、电阻:无线电传感器可以通过测量电感、电容、电阻等方式来测量电流、电压、电阻。7. 磁场:无线电传感器可以通过测量霍尔效应、磁电效应等方式来测量磁场。8. 加速度:无线电传感器可以通过测量压电效应、电容等方式来测量加速度。9. 气体浓度:无线电传感器可以通过测量电化学传感器、光学传感器等方式来测量气体浓度。总之,无线电传感器可以测量的物理量非常多,具体测量的物理量取决于传感器的类型和测量原理。


常用的传感器有哪些?

电压型压力传感器有:
压敏电阻式传感器、
可变电感式压力传感器、
膜盒式压力传感器、
可变电阻式压力传感器、
压力开关型的压力传感器等。
频率型压力传感器有:
电容式及弹性波式压力传感器。
在汽车中应用最广的是压敏电阻式及电容式压力传感器和开关类型的压力传感器。
一、压敏电阻式压力传感器
压敏电阻式压力传感器的传感元件是由位于膜片表面的压敏电阻与硅钢膜片组成。
膜片的周围有四个电阻互相连接,称为惠斯顿电桥电路,比如我们日常用的家电中的电源电路中整流部分一般用的就是惠思登电桥二极管整流电路。
当压力发生变化时,电桥电路电阻发生改变,电桥两端的5V电压发生变化,通过放大电路放大并转换成信号输出给接收设备。
压敏电阻式压力传感器由于其尺寸小、精度高且生产成本低,所以被广泛的应用在轿车及载货车上,也是目前汽车上进气压力传感器中最先进的一种。
但是,半导体元件的缺点是受温度影响较大,所以一般需要加装晶体管温度补偿电路。
电控系统中的进气压力传感器及轨压传感器大部分属于此种压力传感器。
二、膜盒式压力传感器
这种传感器是由很薄的金属片焊接成气压罐,通过气体的正压力或负压力(即抽真空)使膜盒膨胀或收缩,膜片移动时驱动操纵杆移动,膜片经过微分变换器,使其转换成电阻变化形成电信号输出,工作原理类似于机械高压泵上的冒烟限制器。
三、可变电感式压力传感器
该压力传感器主要是由两个线圈产生互感电压,当交变电压通过一个线圈时,通过互感作用使另一个线圈产生互感电压,耦合越紧则输出电压越大,所以,当铁芯向线圈中间移动时,输出信号增大。
四、开关型压力传感器
开关型压力传感器应用比较广泛,一般分薄膜式压力传感器和弹簧管式压力传感器。
1)薄膜式压力传感器:该型传感器普遍用于汽车中的报警电路中,如储气筒压力传感器、机油压力开关、空滤堵塞传感器等等。
该型传感器主要由膜片、弹簧、触点等组成,当压力低于标定值时,膜片在复位弹簧的作用下向下移动,从而使触点闭合,点亮相应报警灯。
2)弹簧管式压力传感器
在以前的旧车型中主要用于机油压力的报警装置中,如EQ1090型载货汽车及WD615发动机的机油压力传感器。
它由动触点、静触点及管型弹簧构成,当机油压力高于规定值时(一般是0.8±0.05kPa)弹簧管受压力驱动,变形较大,使触点分开,报警灯回路被切断,报警灯熄灭,当压力低于规定值时,弹簧管变形较小,触点处于接通状态,报警灯形成回路,使报警灯点亮。
五、电容式压力传感器
该类型传感器是用氧化铝膜片与底板一起形成电容,当有压力作用在膜片上时,膜片产生压力差,经过集成电路处理后产生与压力成正比的可变频率信号。
其实该型传感器就是一个通过改变间隙使两极板之间的电容值发生变化,使谐振频率发生变化,控制装置根据信息的频率便可计算出当时的绝对压力。
该类型压力传感器在轿车中应用较多。
压力传感器除上述部分外,还有如可变电阻式压力传感器、差动变压器式压力传感器等等,之后再一一介绍!
想要了解更多详细内容,欢迎咨询麦克传感器股份有限公司!


传感器有哪几种

传感器种类如下:1、按用途可分为压力敏和力敏传感器、位置传感器、液位传感器、能耗传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、热敏传感器。2、按工作原理可分为振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器、生物传感器等。3、按输出信号可分为模拟传感器、数字传感器、膺数字传感器、开关传感器。4、按其制造工艺可分为集成传感器、薄膜传感器、厚膜传感器、陶瓷传感器。传感器的种类有哪些?电阻式传感器、变频功率传感器、称重传感器、电阻应变式传感器、 压阻式传感器、热电阻传感器、激光传感器、霍尔传感器、温度传感器、线温度传感器、智能传感器、敏传感器。生物传感器、视觉传感器、位移传感器、压力传感器、超声波测距离传感器、24GHz雷达传感器、一体化温度传感器、液位传感器、真空度传感器、电容式物位传感器、锑电极酸度传感器、酸\碱\盐浓度传感器、电导传感器。

无锡源清慧虹信息科技有限公司怎么样?

无锡源清慧虹信息科技有限公司是2013-04-25在江苏省无锡市滨湖区注册成立的有限责任公司(自然人投资或控股),注册地址位于无锡市滨湖区建筑西路777号A3幢3层。无锡源清慧虹信息科技有限公司的统一社会信用代码/注册号是91320211067612896Y,企业法人焦松,目前企业处于开业状态。无锡源清慧虹信息科技有限公司的经营范围是:信息技术、电子产品的开发、技术服务、技术转让、技术咨询;培训服务(不含发证、不含国家统一认可的职业证书类培训);通信设备(不含卫星广播电视地面接收设施及发射装置)、电子元器件的销售;会议及展览服务;企业形象策划;贸易咨询;企业管理咨询。(依法须经批准的项目,经相关部门批准后方可开展经营活动)。在江苏省,相近经营范围的公司总注册资本为2353126万元,主要资本集中在 1000-5000万 和 5000万以上 规模的企业中,共1001家。本省范围内,当前企业的注册资本属于良好。无锡源清慧虹信息科技有限公司对外投资1家公司,具有0处分支机构。通过百度企业信用查看无锡源清慧虹信息科技有限公司更多信息和资讯。

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