设计了一种基于ZigBee无线传感器网络的线性自动桥监控系统。斜传感器的输出信号由差分方法扩增：微处理器样品上的倾斜信号和补偿温度的测量的结果，以进一步提高测量的精确度。络节点根据ZigBee协议形成集群网络，并通过唤醒来路由数据的发送和接收，这降低了系统的能量消耗。GPRS网关将数据从协调节点传输到远程服务平台，以远程监控桥接线路。线; ZigBee无线传感器;过采样;温度补偿中图分类号：TM932文献标识码：A DOI：10.15913 / j.cnki.kjycx.2017.08.098建设和桥梁维修发挥建设国家基础设施的甲板线的形状具有重要作用是评估桥梁健康状况的重要指标。过实时监控每个桥控制部分的偏转，可以调整整体线性结构。
前，GPS检测技术，光电检测技术和激光图像偏转检测技术主要用于测量倾角和桥梁偏转。而，这些技术存在稳定性低，成本高和维护困难的问题：有必要改进和优化现有系统。
应变曲线是连续及平滑的，桥角度的纵向部分的倾斜的值可以由倾斜传感器来测量和偏差曲线可以被调整以获得桥梁的线性结构。工艺具有以下优点：成本低，测量精度高，测量点布置合理等。时，无线通信技术正在组织自己以形成能够协作地检测，收集，处理和传输与桥的倾斜角度有关的信息的网络。后，恒温阀芯将此信息发送到桥梁管理服务，从而实现桥梁线形状的自动监控。于倾斜传感器的应用，设计了一种基于ZigBee无线传感器网络的桥接线监测系统。般设计该系统由三部分组成：传感器网络节点，无线网关节点和远程监控中心。
ZigBee协议包括三种网络拓扑：集群，星形和网状网络。了降低功耗并减少数据包丢失，系统使用集群网络结构。体方法在于将位于桥的不同位置的网络节点划分为不同的簇，每个簇等同于独立的自组织网络。
络节点可以分为三种类型：监控节点，簇头节点和协调节点。中，监控节点负责桥梁倾斜数据的感知和获取，桥接倾斜数据由路由节点根据“最短路径”原理传输到达簇头节点。个集群;连接到GPRS网关的协调节点，负责汇总来自桥上不同位置的测量数据。GPRS网关以自定义数据格式将测量数据发送到远程管理平台。程管理平台处理测量数据以远程监控桥接线的形状。控系统的总体结构如图1所示。感器网络节点设计全局结构设计无线传感器网络节点主要由倾斜传感器模块组成，差分运算放大器模块，处理器模块，恒温阀芯电源模块和ZigBee无线通信模块。大器差分模块用于预处理传感器输出信号，用于消除共模电压，并满足处理器的输入信号范围要求;电源为整个网络节点供电，而ZigBee无线通信模块则可以实现其他节点。信形成自组织传感器网络。了实时监测外桥的变形状态，系统必须具有以下特点：测量精度高，工作稳定性好，抗干扰能力强，功耗低。此，系统的微处理器模块采用MSP430，倾斜传感器模块采用SCA103T和无线通信模块采用的ZigBee CC2530，并且如示于图2的结构组成其中， SCA103T包含一个倾斜传感器和一个温度传感器。述倾斜传感器的倾斜信息转换成différentiel.Le差动运算放大器模块主要由仪表放大器AD620的输出模拟信号，其目的是将差分信号转换成一个信号不对称以降低共模抑制比。平衡信号输入到MSP430微处理器进行A / D过采样转换，以计算倾斜角度。时，MSP430通过SPI接口读取温度传感器数据，并对下降值进行温度补偿。
SCA103T传感器模块的原理是用加速度传感器测量重力加速度。两个模拟电压输出引脚，分别传输两个传感元件的加速度值，并通过共模信号仪表放大器将差分信号转换为单端信号，以保证精度和稳定性改进了测量。以使用以下等式获得倾斜角：在等式（1）中：Vout是传感器的差分输出电压，Vout = out1-out2; O是倾斜角为0°时传感器的输出电压，S是传感器的灵敏度。理器模块的无线传感器网络部署在外部甲板的设计，省电的基本原理是系统稳定运行的基础，这就是为什么我们使用的16位微处理器具有极低的功耗MSP430F149的M TI。处理器采用独特的同步系统，可在各种低功耗，低电压模式下运行，整体功耗远低于业界其他微处理器。外，微处理器包含一个12位的ADC模块和仪表放大器的信号输出端可以通过四个被分割之后被发送到ADC模块进行采样，从而避免了复杂的外围电路ADC。计ZigBee无线通信模块ZigBee无线通信模块使用CC2530 RF收发器。CC2530 RF收发器具有多种低功耗工作模式，工作模式之间的转换时间短，可进一步降低系统功耗。CC2530 RF收发器的出色功能使其成为设计低功耗无线传感器网络的理想工具。处理器软件设计MSP430微处理器主要补充模拟信号过采样，A / D转换，SPI温度数据读取，温度补偿，软件过滤和串行通信。度补偿程序的设计将SCA103T测试数据与不同温度进行比较，随着温度的变化，SCA103T的温度灵敏度曲线逐渐减小，影响测量精度。
用MATLAB软件调整不同温度下的灵敏度测试数据，得到补偿方程：Scorr = -0.001 1T2 0.002 2T 0.0408。准后的灵敏度为Scomp = S（1 Scorr / 100）MSP430可通过SPI接口读取SCA103T内的温度传感器数据，以补偿温度的灵敏度。
计过采样程序SCA103T的输出信号包含类似于噪声blanc.Pour改善SNR的测量值和精度的噪声时，MSP430的内部12位ADC的采样精度可以被扩展到16位通过软件编程，同时提高有效分辨率。化模拟电路。络节点的软件设计一旦协调器建立了ZigBee网络，周围节点就会通过搜索可用信道来请求加入网络。了确保节点的低功耗，在设计中通过闹钟终止与协调器的连接以及数据的发送和接收，并且在其他时间进入低功率模式。过程如图3所示。验测试为了验证设计的远程监控系统，组织了一个由协调节点，多个路由器节点和监控节点组成的无线传感器网络。验室建立的测试平台和桥梁线形状的远程监控已成功完成。感器节点和ZigBee无线通信网络的物理图分别在图4和5中示出。论该系统采用了无线传感器网络的ZigBee连接线性远程监控，设计群集传感器的网络图，通过选择适当的设备完成了网络节点的硬件设计和采用的数据处理方法例如过采样和温度补偿。现了倾斜角度的高精度测量，并且可以有效地进行桥梁形状的远程监控。外，该系统还可用于测量人体姿态，建筑施工程度，飞机惯性测量和其他使用可穿戴设备的行业。
本文转载自
恒温阀芯 https://www.wisdom-thermostats.com