多參數(shù)橋梁振動監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

2.3 CAN通信接口設(shè)計
本文采用STM32系列的Cortex-M3內(nèi)核控制器，其片內(nèi)自帶了滿足CAN2.0A與CAN2.0B協(xié)議的硬件通信接口，并使用CTM8251AT隔離型CAN收發(fā)模塊完成了CAN總線的高速數(shù)據(jù)通信功能。以下為CAN波特率的計算：
BodeRate=PCLK1/CAN_Prescaler/(CAN_SJW+CAN_BS1+CAN_BS2)
由于CAN是掛接在APB1總線上,因此采用時鐘PCLK1,當(dāng)PCLK1=72 MHz時，波特率為=72/9/16=0.5 MHz，CAN_Prescaler的預(yù)分頻值為1~1024。
在進(jìn)行CAN組網(wǎng)布線時，需要注意的是，在中遠(yuǎn)距離應(yīng)采用120 Ω特征阻抗雙絞線，通信距離大于600 m以上，選用線徑大于0.75 mm2的電纜，超遠(yuǎn)距離線徑應(yīng)大于1.5 mm2。而且CAN總線的通信速率是隨著通信距離的增大而降低的，通常在1 km時,最高波特率為35 kb/s，2 km時為18 kb/s，當(dāng)距離大于5 km則必須增加CAN中繼器，否則無法正常通信。
3 實(shí)測數(shù)據(jù)
如圖4為橋梁振動系統(tǒng)實(shí)測得到的縱向垂直振動加速度信號。本系統(tǒng)中還采用了DHT22型號的溫濕度檢測模塊與PH100SX型風(fēng)速風(fēng)向傳感器，這兩類傳感器和輸出都是數(shù)字信號，接口設(shè)計簡單，限于篇幅不再贅述。本系統(tǒng)的實(shí)際指標(biāo)如下：
在線調(diào)節(jié)傳感器采樣率范圍為1～100 Hz；
在線調(diào)節(jié)傳感器放大倍數(shù)為1，2，4，8，16，32，64，128;
加速度測量范圍為0～±1.7g，最大靈敏度為1 mg;
加速度數(shù)據(jù)非線性度小于0.5%;
嚴(yán)格同步雙軸振動數(shù)據(jù)測量;
單路CAN最大節(jié)點(diǎn)數(shù)為60，CAN組網(wǎng)可達(dá)600個節(jié)點(diǎn)以上。

本文所研制的多參數(shù)橋梁振動監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)長時間無人值守的實(shí)時雙軸振動信號采集、溫濕度采集以及風(fēng)速風(fēng)向測量等功能。監(jiān)控中心通過GPRS網(wǎng)絡(luò)獲取各監(jiān)控橋梁的狀態(tài)信息，并自動根據(jù)橋梁狀態(tài)信號實(shí)時報警。該系統(tǒng)還可以應(yīng)用于大型建筑體，攔河大壩等大型結(jié)構(gòu)體的遠(yuǎn)程健康狀態(tài)監(jiān)控。
參考文獻(xiàn)
[1] 高占鳳，杜彥良,蘇木標(biāo).橋梁振動狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)研究[J].北京交通大學(xué)學(xué)報，2007,31(4):45-48.
[2] 杜輝. 基于CAN總線的礦井通風(fēng)監(jiān)測系統(tǒng)[J].計算機(jī)工程與設(shè)計,2009(15):3565-3567.
[3] 楊海艷,孟彥京,李偉冰，等.振動傳感器特性及其在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用[J].傳感器世界,2009(2)：27-31.
[4] 鹿麟,林凌,李剛. ADXL203型雙軸加速計在傾斜度測量中的應(yīng)用[J].國外電子元器件,2007(7):61-64.
[5] 吳永忠.高性能模擬前端AD7714及其應(yīng)用[J].電子工程師,2006,32(8):56-59.