随着世界人口的增长以及生产和生活质量的提高以及化石燃料的枯竭，对清洁电能的需求变得越来越迫切。百万千瓦核能清洁能源单位的建设也在增加，以促进民用建筑。多新核电厂选择了模块化设计和施工，这大大缩短了工厂的建设周期。而，已经发生了一些预期或意外的问题，例如通风控制区设备和负压条件下的通风模块的振动测量问题。动测量将使用我们传统的便携式振动测量仪器进行。
间和空间的困难。么我们可以将现代无线通信技术整合到振动测量领域吗？本文将从电子技术的理论和技术设计无线振动传感器解决方案，通过无线射频技术实现设备振动测量的理想目标。后，在此基础上，我们期待在未来建立全国无线振动传感器网络的重大项目。能，模块化单元，传感器网络概述由于振动理论的相对完善及其在设备维护，振动监测和诊断分析技术方面的实践经验机械健康，延长了几乎所有转盘，静电机等的使用寿命。世界都认可，任何发电厂或任何相关公司都有一个特定的振动位置，应该通过振动技术帮助降低成本，从而实现利润最大化。着工厂规模的逐渐扩大，该空间中的无法进入的区域越来越多。
如，最新的发电厂模块化施工技术可以有效缩短施工周期，同时也出现了集成通风单元等模块化产品，一般来说，这些模块的内部空间非常狭窄。动技师配备传统的有线型。难将振动仪器引入振动测量中：这更像是核电站，有一个放射性控制区域，禁止人员进入正常运行状态。
些因素限制了振动技术的应用，并且难以通过其他技术有效地保持设备的健康。对这些实际问题，本文将无线射频技术与振动测量技术相结合，设计出一种能够测量无线振动的传感器IC。计要求分析传感器尺寸：无线传感器监控终端必须安装在待测设备上由于设备结构和类型的多样性，安装空间可能非常有限，这要求传感器尺寸尽可能小。
本控制：成本始终是衡量设计优缺点的重要因素之一。耗：此设计在选择器件时应选择低功耗芯片。好有睡眠模式，有助于在需要时唤醒，如果不需要降低功耗，则进入睡眠模式。线频段的选择：在世界上所有国家，最好选择工作在频段的收发器芯片，而不是应用于本地频谱管理单元，如433 MHz，868 MHz，915 MHz，2.4。GHz等在该设计中选择的射频设备可以在433MHz频带中操作。于设计要求，元件选择尽可能小。
此，所需的组件必须尽可能高。于各种因素，这一概念已经选择了微处理器无线Si1002-E-GM2芯科实验室，模拟加速度传感器芯片至三个轴ADXL335来自Analog Devices和Maxim32系列芯片马克西姆。而不Si1002-E-GM2线的微处理器，而不Si1002-E-GM2微处理器集成了一个8051兼容的心脏，在25 MHz的晶体振荡器和无的EZRadioPRO线RF收发器模块，积分处理器和芯片无线射频收发器上的芯片数量，这减小了传感器的尺寸。Si1002-E-GM2具有22个I / O端口，4 KB RAM，64 KB闪存，10位模数转换器，4个16位通用定时器，以及改进的总线接口UART，SPI和I2C。Si1002-E-GM2还具有多种电源管理模式，我们最需要的典型待机模式仅为50nA。EZRadioPRO无线RF收发器模块的工作频率范围为240至960 MHz。大输出功率为 13 dB，灵敏度为-121 dB，最大数据传输速率为256 kbps，并且参数的计算和调整非常简单。于三个轴的三轴加速度计芯片ADXL335模拟加速计ADXL335小（LFCSP壳体4毫米×4mm的×1.45毫米），适当的测量范围（±最小3G），低功率（350一般） ，扩展工作温度范围（-40°C – 85°C）和出色的耐温度变化（±0.01％/°C），带宽可以调节（通过三个方向滤波电容器）。MAX3232串口MAX3232串口芯片用于RS232电平和TTL电平之间的转换，实现MCU与电脑之间的串行通信。率模块的无线监控系统要求电源的输出纹波低，即电压调节效果好。电池寿命方面，需要电源电路来降低功耗，提高效率并且不占用电路板中太多的空间。
设计各模块的工作电压范围如下：Si1002-E-GM2：1.8-3.6V; ADXL335：1.8-3.6V; MAX3232：3.0-5.5V。此，每个器件的电源电压3.3 V的选择可以满足要求，电源可以由9 V电池供电，控制器芯片选择Advanced Micro Systems的AMS1117。件设计硬件设计包括两个模块：监控模块和接收模块。了简化设计，两个模块的硬件设计是一致的，硬件框图如图1所示。收模块连接到液晶1602以显示当前状态，接收数据等。了根据设计要求分析无线微处理器模块，我们需要进一步深化芯片内的各种资源，配置相应的引脚功能，并设计每个模块电路。择片上资源分配系统时钟：为了减小尺寸，我们使用Si1002-E-GM2的24.5 MHz内部晶振作为时钟源。行通信：UART0是异步8051异步标准全双工异步收发器。过UART0，可以建立监控模块和接收模块之间的通信。时器设置：Si1002-E-GM2有四个内部定时器，两个16位定时器与定时器8051兼容，另外两个是16位自动加载定时器。们选择使用Timer1为UART0提供波特率;溢出位Timer2用作ADC0转换的激活信号。输入/输出端口的功能（I / O）的Si1002-E-GM2具有I 22个端口/ O端口19可以使用MCU的数字和模拟的资源和其他3分配专用于的EZRadioPRO 。口P0 ^ 0-P2 ^ 6可以使用其自己的优先数字串扰解码器功能自由配置为模拟或数字端口。
P1 ^ 0-P1 ^ 4是内部连接到EZRadioPRO的专用端口。者通过上述硬件焊接和软件调试程序的初步结果完成了初步产品，如图6所示。过测试，它可以满足一般测量要求振动，例如，在合格校准后，恒温阀芯更换目前的便携式可穿戴式振动测量仪器。本估算和前景核电厂广泛使用的便携式振动测量仪器通常由ENTAK和AMS制造，范围从200，000到300，000元。片，印刷电路，电容器，电阻器，电感器等的总成本本设计中使用的不到200元人民币。
果批量购买，单个传感器的成本可能会降至150美元。句话说，购买便携式振动计的成本可以产生大约2，000个无线振动传感器，这对于大多数核电站来说已经足够了。外，通用核电站配备了多套振动仪器，可以实现大型项目，以创建更广泛的无线振动传感器网络。文仅为单个设备开发了无线振动传感器解决方案。以为当前的NPP建立无线传感器网络，具有数千个传输，并且可以通过无线节点传输通信在节点中收集来自所有测量节点的数据，然后将其传输到服务器通过有线通信，然后传输虚拟仪器软件，如LabVIEW设计一个具有先进诊断功能的系统，恒温阀芯如频谱分析，允许远程振动监测和诊断分析设施规模的设备。果每个中心局的服务器再次无线通信并且数据在更高效的总服务器上收集，则定义单个振动服务器基站并完全监视服务器的振动状态就足够了。国的一个发电站。
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