無線靜載儀采集系統(tǒng)根據(jù)靜載檢測系統(tǒng)對系�(tǒng)�(jié)�(gòu)和功能的新需�,采用Cypress公司的CY8C24894芯片作為系統(tǒng)的主控部�,提出了基于子節(jié)�、匯聚節(jié)�、上位機三層�(jié)�(gòu)的數(shù)�(jù)傳輸方案,設計了節(jié)點�傳感�接口�無線傳輸模塊等硬件電路,給出了前端數(shù)�(jù)采集、通信控制等軟件流�,并成功實現(xiàn)US-BUART仿真串口通信功能。實際測試表�,該系統(tǒng)操作簡便、實時性強、精度高,可廣泛應用于樁基承載力的靜載試驗中�
近年�,我國工程建筑事�(yè)開展迅猛,城市高層建筑也隨之得到了前所未有的高速發(fā)�。樁基的成樁�(zhì)量與其實際承載力�(guān)系到整個高層建筑的設計和安�,因此對于高層建筑而言,樁基承載力檢測非常重要。我國建筑樁基技�(shù)�(guī)范(JCJ94�94)規(guī)定:對于一級建筑物以及缺乏可參照試樁資料的二級建筑物為確定單樁豎向極限承載�,應進行�(xiàn)場靜載試驗�
�(xiàn)有的靜載檢測儀雖然做到了白動化、智能化,但是都是基于有線連接方式�,并且所使用�8位MCS�51單片機功耗較大、功能較單一,數(shù)�(jù)盒與上位機交換數(shù)�(jù)采用RS�232串口通信,無法適應電子系�(tǒng)無線�、小型化、高效化、集成化、節(jié)能化的發(fā)展需�。并且新一代的PC機上的COM接口已逐浙消失,單獨設計USB�(zhuǎn)RS�232會帶來不必要的麻�,開�(fā)帶有USBUART仿真串口的傳輸接口是當今檢測儀器的�(fā)展需要�
PSoC的特點在于既具有8位微控制器的處理能力,又集成了多種可編程�(shù)字用戶模塊。值得一提的�,PSoC地集成了多種可編程模擬用戶模塊功�,將全數(shù)字式的微控制器設計與純粹的模擬設計相�(jié)�,是一種具有SoC的基本原理的、基于高度靈活且完全可編程混合信號的全新一代器��
CyFi低功耗無線射頻技�(shù)開發(fā)簡便、協(xié)議棧�(jié)�(gòu)精簡、可實現(xiàn)多信道跳變等特點,使其成為無線技�(shù)應用�(lǐng)域的新生力量,能廣泛應用于工�(yè)、消費電�、汽車家�、智能建筑等多種無線控制應用��
CY8C24894是Cypress公司推出的帶有M8C控制�(nèi)核的PSoC可編程片上系�(tǒng),系�(tǒng)資源中帶有USBUART傳輸模塊。本文圍繞這款高性能、低功耗的片上系統(tǒng)設計了一個無線采集系�(tǒng)�
系統(tǒng)分為�(shù)�(jù)采集部分與數(shù)�(jù)上傳部分。數(shù)�(jù)采集部分�5個子節(jié)點和1個匯聚節(jié)點通過CyFi無線傳輸技�(shù)組成。其中,子節(jié)點又分為4個位移子節(jié)點和1個壓力子節(jié)點。子節(jié)點的核心控制單元是PSoC可編程片上系�(tǒng),負責接收傳感器�(shù)�(jù)并控制CyFi無線模塊�(fā)送。另�,位移傳感器采用�(shù)字容柵式MS50傳感�,輸出量為數(shù)字信�。壓力傳感器采用壓阻式壓力傳感器MPM480,輸出量為模擬信�,需進行A/D�(zhuǎn)換�
�(shù)�(jù)上傳部分由匯聚節(jié)點與上位機通過USBUART傳輸技�(shù)組成,匯聚節(jié)點由基于PSoC可編程片上系�(tǒng)的數(shù)�(jù)盒控�。數(shù)�(jù)盒通過CyFi無線模塊,收集到全部子節(jié)點的傳感器數(shù)�(jù)并進行存儲,當?shù)玫缴衔粰C讀取數(shù)�(jù)命令�,通過USB接口模擬的串口將�(shù)�(jù)上傳給上位機�
射頻芯片采用CYRF7936芯片,為40引腳的QFN封裝芯片。工作的ISM頻段�2�4 GHz�2 483 GHz,工作電壓為1�8 V�3�6 V,支持速度�4 MHz的sPI微控制器接口,需外接12 MHz的晶振�
CyFi無線射頻技�(shù)是Cypress公司2008年底提出的面向嵌人式控制�(lǐng)域的一款低成本\低功�、高可靠性的無線射頻解決方案,工作于無許可限制的2�4 GHz[SM頻段。CyFi無線射頻解決方案由PSoC控制核心、無線射頻收�(fā)器和CyFi星型�(wǎng)絡協(xié)議棧組成。PSoC可編程片上系�(tǒng)包含了CyFi星型�(wǎng)絡協(xié)議棧預配置固件用戶模塊,并以源代碼的形式提供了全部應用程序的接口,總共只需8個API指令便能完成設計。CyFi收發(fā)器輸出功率高達+4 dBm,接收靈敏度高達�97 dBm,能實現(xiàn)跳頻傳輸和DSSS�(diào)制抗干擾,并能根�(jù)鏈接管理需�,自動調(diào)節(jié)傳輸�(shù)�(jù)速率,以1 Mbis�250 kb/s�125 kb/s的速率進行通信�
位移子節(jié)點采用巖土工程監(jiān)測中常用的數(shù)字容柵式位移傳感器MS50,其分辨率為0�01 mn1,精度為±0 03 min,電子容柵式位移傳感器MS50的輸出信號如�2所�,分為CLK和DATA兩路信號進行傳輸⊙由示波器檢測輸出信號可知:信號的頭尾為標志�,且�4位高電平�。位移傳感器MS50�250 Ins傳輸一幀48位的�(shù)�(jù)包,這個數(shù)�(jù)包由各分�24位的兩組�(shù)�(jù)組成。其�,后一組數(shù)�(jù)為前一組數(shù)�(jù)減去基準零值后的差�,即為前一組數(shù)�(jù)的倒相輸入�
MS50傳感器的輸出時鐘頻率�90 kHz,出�(xiàn)標志位后,時鐘信號次有電平向下跳變時,開始讀取數(shù)�(jù)信號上的信息,直到尾部標志位出現(xiàn)為止。采集到的數(shù)�(jù)�(jīng)過MAX485�(zhuǎn)換后,輸出DATA和CLK兩個信�,供CY8C24894讀取�
壓力子節(jié)點采用的是MPM480壓阻式壓力傳感器,供電電源為15 V�28 V,輸出為模擬信號4 mA�20mA。由于CY8C24894�(nèi)部含有可編程增益放大器PGA和模�(shù)�(zhuǎn)換器ADC,所以將壓力傳感器輸出信號轉(zhuǎn)換為電壓信號后直接連CY8C24894的模擬輸人引��
維庫電子�,電子知識,一查百��
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