基于無線傳感網絡的橋梁監(jiān)測系統

　　2．2 系統通用IO接口電路設計

　　AT91SAM9G20接口功能豐富，擁有8路12位ADC、PWM輸出以及多達9個外部中斷。通過配制總線，最多可提供76個通用IO接口。

　　由于3G和ZIGBEE無線串口占用了16個通用IO接口，以及其它系統占用了部分接口，因此將P2口的P2．0到P2．31接口設計為32個通用數字I／O接口，通過簡單的寄存器設計設置為16人、16出；將P3口的P3．0到P3．9接口設置為10路模擬輸入接口。該種設計使得系統具備16路數字輸入、16路數字輸出和10路模擬信號輸入的能力，成為一臺具有豐富I／O接口的通用測控平臺。通用IO接口框圖如圖4所示，在無線傳感網絡中，只有擔任主節(jié)點的采集單元需要通過串口2以3G通信的方式將數據發(fā)送到監(jiān)控主機，擔任從節(jié)點的采集單元只需要通過串口1將主節(jié)點數據發(fā)送到從節(jié)點。

　　3 系統軟件構成

　　3．1下位機數據采集及通信程序流程

　　下位機數據采集及通信主要由兩個部分構成：CC2530的間歇式采集和3G數據通信。采用間歇式采集，一方面是因為CC2530在休眠時段的工作電流在微安級，可大大降低系統功耗，另一方面，橋梁健康監(jiān)測數據多數為慢響應，采集頻率降低，可有效減少冗余數據。間歇式數據采集程序流程如圖5（a）所示，3G通信流程如圖5（b）所示。

　　3．2 上位機程序結構及界面

　　在橋梁集群健康實時監(jiān)測中心的上位PC機要具有數據的存儲與處理、數據的可視化、物聯網的管理功能。以Microsoft VC++6．0，sql Server 2000數據庫為開發(fā)工具。整個系統采用C／S架構，普通用戶可以進行數據的查詢與可視化，權限用戶可以進行傳感器網絡的管理。軟件結構如圖6所示。

　　監(jiān)測中心軟件主菜單界面、實時數據接收與控制界面和參數分析界面分別如圖7、圖8所示。

　　4 系統應用

　　該系統已成功應用于珠江水系上兩座特大橋梁。在兩座橋梁上一共安裝了78個數據采集單元，通過無線網絡實現各采集單元的數據互聯。從應用結果看，系統運行穩(wěn)定，數據存儲和無線傳輸穩(wěn)定可靠。

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