无线静态装载机采集系统

近年来,中国的工程建筑业发展迅速,城市高层建筑也取得了前所未有的快速发展。

桩基的桩身质量及其实际承载力与整个高层建筑的设计和安全有关。

因此,对于高层建筑,桩基的承载力测量非常重要。

中国建筑桩基技术规范(JCJ94-94)规定,对于缺少参考试桩数据的一级建筑和二级建筑,要确定单桩的竖向极限承载力,进行现场静载试验应该进行。

虽然现有的静态负载检测器是白色和智能的,但它们都是基于有线连接,而所使用的8位MCS-51微控制器具有大功耗和单一功能。

数据箱和上位机交换数据是RS-232串行通信,不能满足无线系统的发展需求,小型化,高效,集成和节能。

而新一代PC上的COM接口已从浙江消失。

USB到RS-232的单独设计会带来不必要的麻烦。

利用USBUART仿真串口开发传输接口是当今测试仪器的发展需求。

PSoC具有8位微控制器的处理能力和多个可编程数字用户模块的集成。

值得一提的是,PSoC具有前所未有的各种可编程模拟用户模块功能集成,将全数字微控制器设计与纯模拟设计相结合,是SoC的基本原理,基于高灵活性的新一代器件具有完全可编程混合信号。

CyFi低功耗射频技术易于开发,协议栈结构简单,可实现多通道跳频,使其成为无线技术应用领域的新生力量。

它可广泛应用于工业,消费电子,汽车家电,智能建筑等各种无线控制应用。

CY8C24894是PSoC可编程片上系统,具有赛普拉斯的M8C控制内核,系统资源中带有USBUART传输模块。

本文围绕这种高性能,低功耗的片上系统设计了一个无线采集系统。

该系统分为数据采集部分和数据上传部分。

数据采集​​部分由5个子节点和1个聚合节点通过CyFi无线传输技术组成。

其中,子节点进一步分为4个位移子节点和1个压力子节点。

子节点的核心控制单元是PSoC可编程片上系统,负责接收传感器数据并控制CyFi无线模块进行传输。

此外,位移传感器使用数字电容网格MS50传感器,输出是数字信号。

压力传感器使用压阻式压力传感器MPM480,输出为模拟信号,需要A / D转换。

数据上传部分由聚合节点和主机通过USBUART传输技术组成,聚合节点由基于PSoC可编程片上系统的数据盒控制。

数据盒通过CyFi无线模块收集所有子节点的传感器数据并存储。

当主机读取数据命令时,USB接口模拟的串口将数据上传到上位机。

RF芯片采用CYRF7936芯片,采用40引脚QFN封装。

工作ISM频段为2.4 GHz至2 483 GHz,工作电压为1.8 V至3.6 V,支持速度为4 MHz的sPI微控制器接口。

需要外部12 MHz晶体振荡器。

CyFi射频技术是赛普拉斯于2008年底提出的用于嵌入式控制的低成本,低功耗,高可靠性射频解决方案。

它工作在未经许可的2.4 GHz [SM频段。

CyFi射频解决方案包括PSoC控制核心,无线RF收发器和CyFi星形网络协议栈。

PSoC可编程片上系统包括CyFi Star网络堆栈预配置固件用户模块,并为源代码中的所有应用程序提供总共八个API命令的接口。

CyFi收发器具有高达+4 dBm的输出功率和高达-97 dBm的接收灵敏度,可提供跳频和DSSS调制抗扰度,并根据链路管理自动将传输数据速率调整为1 Mbis,250 kb / s或125要求。

传达kb / s的速率。

位移子节点采用岩土工程监测中常用的数字电容式栅极位移传感器MS50,分辨率为0.01 mn1,精度为±0 03 min。

电容式电容栅极位移传感器MS50的输出信号如图2所示。

它被分成CLK和DATA两个信号用于传输。

示波器检测输出信号。

信号的头部和尾部是标志位,是4个高电平值。

位移传感器MS50每250 Ins发送48位数据包。

该数据包由分成24位的两组数据组成。

后一组数据是前一组数据减去参考零值之间的差值,参考零值是前一组数据的反向输入。

MS50传感器的输出时钟频率为90 kHz。

当标志出现时,时钟信号开始读取数据信号的信息,直到出现尾标志。

在MAX485转换采集的数据后,输出两个DATA和CLK信号供CY8C24894读取。

压力子节点使用MPM480压阻式压力传感器。

电源为15 V至28 V,输出为4 mA至20 mA的模拟信号。

由于CY8C24894包含一个可编程增益放大器PGA和一个模数转换器ADC,压力传感器输出信号转换为电压信号,并直接连接到CY8C24894的模拟输入引脚。

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