1、低功耗設(shè)計

所有模塊采用超低功耗設(shè)計，整個傳感器節(jié)點(diǎn)具有非常低的電流消耗，使用兩節(jié)普通干電池可以工作數(shù)年之久，使維護(hù)周期大大延長。從而也可以使用微型振動發(fā)電機(jī)，利用壓電原理收集結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的微弱振動能量，轉(zhuǎn)化為電量，為傳感器提供電源，為了降低功耗，傳感器選用超低功耗的產(chǎn)品，傳感器在不采集的時候關(guān)斷電源或置于睡眠模式。做到真正的免維護(hù)。

2、時間同步

BEETECH無線傳感器，基于時間同步和固定路由表的TDMA發(fā)送協(xié)議，可實現(xiàn)“ 同時”睡眠,”同時”醒來，適合無線傳感器工業(yè)自動化在線監(jiān)測和檢測。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通常包括傳感器節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)和管理節(jié)點(diǎn)。

大量傳感器節(jié)點(diǎn)隨機(jī)部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)部或附近，能夠通過自組織方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。傳感器節(jié)點(diǎn)監(jiān)測的數(shù)據(jù)沿著其他傳感器節(jié)點(diǎn)逐跳地進(jìn)行傳輸，在傳輸過程中監(jiān)測數(shù)據(jù)可能被多個節(jié)點(diǎn)處理，經(jīng)過多跳后路由到匯聚節(jié)點(diǎn)，最后通過互聯(lián)網(wǎng)或衛(wèi)星到達(dá)管理節(jié)點(diǎn)。用戶通過管理節(jié)點(diǎn)對傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置和管理，發(fā)布監(jiān)測任務(wù)以及收集監(jiān)測數(shù)據(jù)。

無線傳感器傳感器類型

振動傳感器

每個節(jié)點(diǎn)的最高采樣率可設(shè)置為4KHz，每個通道均設(shè)有抗混疊低通濾波器。采集的數(shù)據(jù)既可以實時無線傳輸至計算機(jī)，也可以存儲在節(jié)點(diǎn)內(nèi)置的2M數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)，保證了采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。有效室外通訊距離可達(dá)300m，節(jié)點(diǎn)功耗僅30mA，使用內(nèi)置的可充電電池，可連續(xù)測量18小時。如果選擇帶有USB接口的節(jié)點(diǎn)，您既可以通過USB接口對節(jié)點(diǎn)充電，也可以快速地把存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)下載到計算機(jī)里面。

應(yīng)變傳感器

節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小巧，由電源模塊、采集處理模塊、無線收發(fā)模塊組成，封裝在PPS塑料外殼內(nèi)。節(jié)點(diǎn)每個通道內(nèi)置有獨(dú)立的高精度120-1000Ω橋路電阻和放大調(diào)理電路，可以方便地由軟件自動切換選擇1/4橋，半橋，全橋測量方式，兼容各種類型的橋路傳感器，比如應(yīng)變，載荷，扭距，位移，加速度，壓力，溫度等。節(jié)點(diǎn)同時支持2線和3線輸入方式，橋路自動配平，也可以存儲在節(jié)點(diǎn)內(nèi)置的2M數(shù)據(jù)存儲器。有效室外通訊距離可達(dá)300 m。可連續(xù)測量十幾個小時。

扭矩傳感器

節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小巧，封裝在樹脂外殼內(nèi)。節(jié)點(diǎn)每個通道內(nèi)置有高精度120-1000Ω橋路電阻和放大調(diào)理電路。橋路自動配平。節(jié)點(diǎn)的空中傳輸速率可以達(dá)到250K BPS，有效實時數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)到4K SPS，有效室內(nèi)通訊距離可達(dá)100米。節(jié)點(diǎn)設(shè)計有專門的電源管理軟硬件，在實時不間斷傳輸情況下，節(jié)點(diǎn)功耗僅25mA，使用普通9V電池，可連續(xù)測量幾十個小時。對于長期監(jiān)測應(yīng)用，以5分鐘間隔發(fā)送一次扭矩值，數(shù)年不需要更換電池，大大提高了系統(tǒng)的免維護(hù)性。

無線傳感器應(yīng)用領(lǐng)域

美國布朗大學(xué)的一個研究小組發(fā)明了一種可以植入腦部并可對外發(fā)射無線信號的傳感器(無線傳感器)，可能為腦功能研究提供新的工具。在最新研究中，研究人員發(fā)明的新型傳感器可直接植入大型動物的腦部(豬和恒河猴)，并可將記錄到的腦信號通過無線技術(shù)傳輸?shù)襟w外監(jiān)控設(shè)備。動物可以在較大范圍內(nèi)自由活動，實驗成功記錄了它們與周圍環(huán)境發(fā)生相互作用的數(shù)據(jù)。無線傳感器還可以進(jìn)行無線充電，實現(xiàn)長期記錄。目前的結(jié)果顯示該傳感器在一年時間內(nèi)都可以保持穩(wěn)定的信號傳輸。

無線傳感器喚醒方式

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)的喚醒方式有以下幾種：

(1)全喚醒模式：這種模式下，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)同時喚醒，探測并跟蹤網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的目標(biāo)，雖然這種模式下可以得到較高的跟蹤精度，然而是以網(wǎng)絡(luò)能量的消耗巨大為代價的。

(2)隨機(jī)喚醒模式：這種模式下，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)由給定的喚醒概率p隨機(jī)喚醒。

(3)由預(yù)測機(jī)制選擇喚醒模式：這種模式下，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)根據(jù)跟蹤任務(wù)的需要，選擇性的喚醒對跟蹤精度收益較大的節(jié)點(diǎn)，通過本拍的信息預(yù)測目標(biāo)下一時刻的狀態(tài)，并喚醒節(jié)點(diǎn)。

(4)任務(wù)循環(huán)喚醒模式：這種模式下，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)周期性的出于喚醒狀態(tài)，這種工作模式的節(jié)點(diǎn)可以與其他工作模式的節(jié)點(diǎn)共存，并協(xié)助其他工作模式的節(jié)點(diǎn)工作。

無線傳感器應(yīng)用實例

橋梁健康檢測及監(jiān)測

橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(SHM)是一種基于傳感器的主動防御型方法，可以彌補(bǔ)目前安全性能十分重要的結(jié)構(gòu)中，把傳感器網(wǎng)絡(luò)安置到橋梁、建筑和飛機(jī)中，利用傳感器進(jìn)行SHM是一種可靠且不昂貴的做法，可以在第一時間檢測到缺陷的形成。這種網(wǎng)絡(luò)可以提早向維修人員報告在關(guān)鍵結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的缺陷，從而避免災(zāi)難性事故。

糧倉溫濕度監(jiān)測

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在糧庫糧倉溫度濕度監(jiān)測領(lǐng)域應(yīng)用最為普遍，這是由于糧庫糧倉溫度濕度的測點(diǎn)多，分布廣，使用縱橫交錯的信號線會降低防火安全系數(shù)，應(yīng)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有低功耗，低成本，布線簡單，安裝方便，易于組網(wǎng)，便于管理維護(hù)等特點(diǎn)。

混凝土澆灌溫度監(jiān)測

在混凝土施工過程中，將數(shù)字溫度傳感器裝入導(dǎo)熱良好的金屬套管內(nèi)，可保證傳感器對混凝土溫度變化作出迅速的反應(yīng)。每個溫度監(jiān)測金屬管接入一個無線溫度節(jié)點(diǎn)，整個現(xiàn)場的無線溫度節(jié)點(diǎn)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)绞┕けO(jiān)控中心，不需要在施工現(xiàn)場布放長電纜，安裝布放方便，能夠有效解決溫度測量點(diǎn)因為施工人員損壞電纜造成的成活率較低的問題.

地震監(jiān)測

通過使用由大量互連的微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成的傳感器網(wǎng)絡(luò)，可以對不同環(huán)境進(jìn)行不間斷的高精度數(shù)據(jù)搜集。采用低功耗的無線通信模塊和無線通信協(xié)議可以使傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命期延續(xù)很長時間。保證了傳感器網(wǎng)絡(luò)的實用性。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)相對于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，其最明顯的特色可以用六個字來概括即：“自組織，自愈合”。這些特點(diǎn)使得無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠適應(yīng)復(fù)雜多變的環(huán)境，去監(jiān)測人力難以到達(dá)的惡劣環(huán)境地區(qū)。BEETECH無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)體積小巧,不需現(xiàn)場拉線供電，非常方便在應(yīng)急情況下進(jìn)行靈活部署監(jiān)測并預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生情況。

建筑物振動檢測

建筑物懸臂部分不會因為旁邊公路及地鐵交通所引發(fā)的振動而超過舒適度的要求;通過現(xiàn)場測量，收集數(shù)據(jù)以驗證由公路及地鐵交通所引發(fā)的振動與主樓懸臂振動之相互關(guān)系; 同時，通過模態(tài)分析得到主樓結(jié)構(gòu)在小振幅脈動振動工況下前幾階振動模態(tài)的阻尼比，為將來進(jìn)行結(jié)構(gòu)的小振幅動力分析提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

本次應(yīng)用采用高精度加速度傳感器，捕捉大型結(jié)構(gòu)微弱振動，同樣適用于風(fēng)載，車輛等引起的脈動測量。

無線傳感器發(fā)展趨勢

未來：無線傳感器的國產(chǎn)化

隨著物聯(lián)網(wǎng)時代的興起，各種3G、WIFI等方式的興起，可以說給無線傳感器的發(fā)展一個十分重要的時機(jī)。無線傳感器應(yīng)該憑借著機(jī)會，加快自身發(fā)展的國產(chǎn)化、網(wǎng)絡(luò)化。

一是提高民企企業(yè)和合資企業(yè)的市場份額。首先，依靠自身傳統(tǒng)的技術(shù)和裝備手段保證自身的份額，同時利用中小企業(yè)的聯(lián)動性，整合發(fā)展。提速學(xué)習(xí)核心技術(shù)，爭取能夠獲得更大的市場份額，打破國外廠商在無線傳感器上的壟斷地位。

二是抓住物聯(lián)網(wǎng)等新型產(chǎn)業(yè)的興起，爭取自身在無線物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中獲得一個較高的地位。目前，我國在無線傳感器上的發(fā)展已經(jīng)在日益增長，也有了自己的一套發(fā)展模式。雖然在整體上的檔次還不如國外技術(shù)，但我國企業(yè)能依托外資企業(yè)在過發(fā)展的契機(jī)，結(jié)合各種高端科技，將發(fā)展滯后的無線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)順利推進(jìn)，加大自身的市場份額，提升無線物聯(lián)網(wǎng)的國產(chǎn)化。同時擴(kuò)大自身的市場份額。

三是提高國產(chǎn)傳感器的發(fā)展技術(shù)和制造工藝，使得國有企業(yè)能占有穩(wěn)定的份額，減少價格劣勢，發(fā)揮國有企業(yè)在市場中的主導(dǎo)地位。使得技術(shù)總體上跟不上國外發(fā)展的前提下，仍然不會被巨大的價格打入冷宮，使得大多數(shù)無線傳感器企業(yè)可以購買到全新的設(shè)備，在新技術(shù)和新工藝上也能慢慢追趕上外資企業(yè)的步伐。