基于nRF24L01的鋼絲繩無損檢測系統(tǒng)

摘要：提出一種基于nRF24L01的鋼絲繩無損檢測系統(tǒng)設(shè)計方法，利用該系統(tǒng)對在線鋼絲繩進行無損檢測，檢測結(jié)果采用nRF24L01進行無線傳輸，克服了有線傳輸?shù)膽?yīng)用弊端，解決了鋼絲繩惡劣的工作環(huán)境和其無損檢測有線傳輸方式的矛盾，提高了檢測精度。可以保證在役鋼絲繩的安全可靠，避免鋼絲繩更換的盲目性，做到按照鋼絲繩的運行狀態(tài)進行預(yù)知維修。并重點講述了系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計，給出了詳細的結(jié)論。
關(guān)鍵詞：nRF24L01；無線傳輸；無損檢測；鋼絲繩

鋼絲繩是在各種工程應(yīng)用中應(yīng)用極為廣泛的一種撓性構(gòu)件。鋼絲繩作為牽引、承載的重要部件，一旦發(fā)生斷裂，后果將非常嚴(yán)重。因此，對鋼絲繩的無損檢測和監(jiān)測，對于消除安全隱患有著至關(guān)重要的意義。隨著鋼絲繩無損檢測技術(shù)的不斷發(fā)展，各種新型的現(xiàn)場檢測儀器不斷推出。但是因為鋼絲繩無損檢測要求的數(shù)據(jù)傳輸速率較高，所以目前在信號的傳輸方式上大多采用有線傳輸?？紤]到鋼絲繩工作環(huán)境的多樣性和復(fù)雜性，有線傳輸方式越來越難以適應(yīng)各種復(fù)雜的環(huán)境，本文提出了一種基于nRF24L01的無線傳輸方式下的鋼絲繩無損檢測方法。

1 鋼絲繩無損檢測系統(tǒng)硬件設(shè)計
1．1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖
鋼絲繩無損檢測系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集端和接收處理端組成。數(shù)據(jù)采集端系統(tǒng)框圖如圖1所示，主要分為：傳感器模塊，A／D采集模塊，LM3S1 138處理器模塊，RF24L01無線模塊。其中傳感器部分采用華中科技大學(xué)機械學(xué)院無損檢測實驗室具有自主知識產(chǎn)權(quán)的無損檢測傳感器，該傳感器由2個霍爾元件和1個旋轉(zhuǎn)編碼器組成，輸出4路模擬信號，1路脈沖信號。經(jīng)過信號處理模塊將4路模擬信號分離出4路交流信號和4路直流信號，分別代表鋼絲繩的損壞情況和粗細。在脈沖信號的上升沿到來時對8路模擬信號進行采集，并將A／D轉(zhuǎn)化得到的結(jié)果進行數(shù)據(jù)封裝，最后利用SPI接口寫入RF24L01模塊實現(xiàn)無線傳輸。

接收處理端系統(tǒng)框圖如圖2所示，主要分為：RF24L01無線模塊，LM3S1138處理器模塊，PC機終端。PC機終端向LM3S1138處理器模塊發(fā)送開始接收的命令，在LM3S1138處理器模塊收到PC機終端的命令后，啟動RF24L01無線模塊，接收數(shù)據(jù)采集端發(fā)送的數(shù)據(jù)。在接收到數(shù)據(jù)后，LM 3S1138處理器模塊對數(shù)據(jù)進行解析，并通過串口或USB將數(shù)據(jù)傳送到PC機，PC機終端收到數(shù)據(jù)后，對數(shù)據(jù)進行處理、存儲、顯示等一系列操作。