桥梁监测无线传感压电电源

提出了一种桥梁无线传感压电陶瓷电源,分析了压电陶瓷电源的能量计算,制作了压电陶瓷电源的模型并进行了加速度(载荷)的测试实验。得到了该电源在不同加速度(载荷)下的能量输出,输出电能与载荷脉冲作用速度的关系。研究结果表明压电陶瓷电源满足桥梁无线传感能量供应的要求。     

基于压电能量收集技术的无线传感器节点设计

针对传统无线传感器模块在复杂环境中电池适应性差、维护困难的弊端,设计了基于压电能量收集自供电技术,并具有超低功耗特性的无线传感器网络节点模块;方案采用PZT陶瓷实现压电换能,围绕LTC3588-1进行电源管理,提出了以CC430作为控制核心的应用端低能耗工作模式算法,实现完整的系统构建;实验表明,压电能量收集器可以支持具备低功耗特性的无线传感器模块正常工作。     

基于复合能量自供电的河流监测传感器节点设计

设计与制作了一种应用于河流监测的自供电传感器节点,主要利用压电-光电复合能量收集装置及相匹配的能量管理与存储电路采集河流振动能和自然界光能.压电能量采集单元使用新颖的球形嵌套结构,适用于微弱压电与光电能量的采集电路利用施密特触发器控制充电.实验测试表明,一个压电球单独充电时的输出功率达到57.7μW,内置的太阳能光伏板在通常情况下一天的平均输出功率为61.1μW,系统连接5个能量球时,平均功率至少为594.0μW.无线传感器节点能测量河流环境的水位、水流量和湿度等,在低功耗模式下每天平均功耗为449.5μW.从能量收支平衡来看,利用水流振动能与太阳能复合互补供电的无线传感器节点可长期自我维持,无需额外电池或备用电源,具有一定的应用参考价值.     

微型压电陶瓷振动发电技术研究综述

信息技术的飞速发展并没有带动电源技术的快速发展,电源的能量密度没有明显的提高。压电陶瓷振动发电机是一种持久、清洁、免维护的新型发电装置。压电陶瓷发电技术的研究已得到广泛重视,在无线传感器网络自供电方面具有较广阔的应用前景。分析了压电陶瓷发电的原理,阐述了压电陶瓷的发电方式、电能存储方式、电路匹配的方法及其典型应用,对今后的发展方向和热点问题进行了总结。     

压电式喷墨打印机驱动电源设计

压电陶瓷驱动电源是压电式喷墨打印机的核心部件.提出了压电陶瓷驱动电源的电路设计方法,将整个驱动电源分为低压控制和高压放大两部分进行设计,并给出了设计框图.     

基于FPGA的大功率压电陶瓷数字驱动电源设计

目前叠堆型压电陶瓷最高能够产生70kN的推力,且具有纳米级的精密定位.为提高压电陶瓷驱动电源的输出性能和精确度,提出了一种基于FPGA的大功率高精度压电陶瓷数字驱动电源的设计,具有100倍固定输出增益.该驱动电源以FPGA作为控制核心,采用半桥逆变的电路拓扑,同时引入闭环控制调节输出电压.在等效电容为5 μF的压电陶瓷...     

无线传感器网络在桥梁健康监测中的应用研究

针对无线传感器网络技术在桥梁结构健康监测中的应用,研究并开发了基于无线传感器网络的桥梁结构健康监测系统.采用能量均衡分簇路由算法、时间同步算法和能量管理算法,组建了低功耗、节点能量消耗均衡、具有多跳路由结构的无线传感器网络.同时,应用加速度传感器检测桥梁振动的加速度数据,通过FFT变换由加速度数据得到桥梁的固有频率,并根据固有频率分析桥梁的健康状况.系统在公路高架桥中进行了应用试验,试验结果表明,系统便携性好,监测数据可靠.     

压电发电电源门报警器设计

本设计实现的门防盗报警器使用的电源为压电发电电源。该电源的电能由内置许多压电陶瓷片的垫子收集踩踏能量而来。该门防盗报警器应用的震动开关能灵敏的感应撬门撬锁震动,然后在单片机的控制下及时的发出报警声音并向主人手机发出报警短信。     

埋入混凝土中压电陶瓷圆片声指向性和能量研究

对埋入混凝土中的压电陶瓷圆片模态分析发现,在各阶振动模态下其声辐射面存在分布不同的振幅极大值区域.基于压电埋入式混凝土敏感模块的声指向性和能量实验表明:不同激励频率引起的压电陶瓷圆片不同的振动模态对声指向性和能量有影响;在声指向性理论中将声源振动面等效为振幅相等的单一点声源的叠加,使得在各阶频率下压电陶瓷圆片辐射声指向...     

背衬对埋入混凝土中压电陶瓷激励声能的影响

压电埋入式混凝土敏感模块是利用在混凝土中埋入的压电陶瓷形成的一种复合式智能单元.该敏感模块可以对混凝土结构的健康状况进行检测.为了提高埋入混凝土中的压电陶瓷所激励声能的效率从而提高检测的准确性,提出了一种在压电陶瓷圆片一侧用硅橡胶层和金属背衬的方法,该方法能将压电陶瓷双侧的声能集中到一侧从而充分利用声信号能量提高声激励...     

基于无线传感网的风机应力监测系统

本文介绍了监测风机应力的无线传感器网络体系结构.研究了风机结构,在此基础上对关键点进行了应变片的粘贴.应变传感器主要由前端的应变桥路和后端数据采集系统组成,应变桥路由应变片组成,根据实际工程要求可以将桥路搭配成全桥或半桥等不同桥路.本文阐述了测量桥路原理、应变片粘贴方法及组桥线路连接方式,同时,设计了上微机数据采集软件...     

供能于无线传感器网络的微型振动发电机结构性能研究

应用微机电加工技术制造的振动发电机可以无限、持续地为无线传感器网络提供能源。为了提高发电能力,通过有限元仿真与实验分析了单压电片型式、双压电片并联型式和双压电片串联型式振动发电机的结构参数对发电能力的影响规律。结果表明,厚度比小的双压电片串联型式发电机输出开路电压较高;存在某一最优负载,在给定的激励频率下,使得输出功率最大;相同材料、结构参数下,双压电片串联和双压电片并联型式发电机的输出功率基本相同且高于单压电片型式发电机。     

ZigBee无线网络技术在桥梁监测系统中的应用设计

通过对桥梁无线监测系统的分析,在研究ZigBee的IEEE802.15.4标准通信协议的基础上,提出了基于ZigBee无线传感器网络的桥梁监测系统架构,设计了桥梁无线网络监测系统数据采集与传输的软硬件,实现了监测信号的获取和无线传输。     

基于ZigBee技术的桥梁挠度无线监测系统的设计与应用

针对传统桥梁挠度监测系统存在的弊端,提出一种采用ZigBee技术的桥梁挠度无线监测系统设计方案,重点设计了桥梁挠度无线监测系统中传感器节点的软硬件,实现了挠度数据自动监测和无线传输。现场应用结果表明,该系统具有移动性强、数据传输稳定可靠和成本低的优点。     

基于无线传感器网络的桥梁结构健康监测系统研究

随着通信技术、传感器技术的发展,新型的桥梁健康监测技术不断涌现。基于无线传感器网络的桥梁结构健康监测是将无线传感器网络技术与结构健康监测相结合,应用频率法通过加速度传感器测得一段时间内的桥梁拉索张力,经过无线传感器网络将数据传输到监测平台,从而达到对桥梁健康状况的监测。     

基于无线网桥的注浆远程监测系统

介绍了基于无线网桥的注浆远程监测系统的结构、无线网桥电气连接及安装、系统通信方式。该系统采用PLC作为控制核心,采用大型无线网桥实现局域网之间的连接,实现了对注浆现场数据和视频信号的远程监测。     

悬臂梁压电式振动发电机材料性能优化研究

具有高能量密度的微型压电振动发电机可以无限、持续地为无线传感器网络提供能量。为了提高有限体积悬臂梁压电式振动发电机的发电能力,通过力学模型及有限元仿真分析了单晶片型式、双晶片并联型式和双晶片串联型式压电振动发电机的材料参数与输出电压及固有频率之间的关系。结果表明,在低频工作环境下,应优先选择PZT-4、PZT-5A、PZT-5H的压电材料和不锈钢、镍合金的基板材料。     

Canopy无线网桥在野外供水系统中的应用

野外分散深井泵房的运行状况的实时监控及统一调度,尤为重要,系统中微波无线网桥的使用将实现所有的运行工况数据实时传输,在中控室可以一目了然的查看各远端泵房运行参数变化,同时可通过实时的视频查看各泵房的安全情况,整个泵房实现24小时无人值守运行;无线网桥在系统中的使用,与传统有线网络等相比较,该网络更为易于实施建设、构建成本也低、日常维护及网络运行成本接近于零,大大节省了人力物力资源。     

GPRS／CDMA无线压力表在城市供水管网监测系统中的应用

本文介绍了GPRS／CDMA无线压力表在城市供水管网监测系统中的应用,主要描述了该无线压力表和监测系统的组成及特点、硬件和软件。运行实践表明,该系统的开发周期短,成本低,可靠性高,其节能效益明显。