[发明专利]一种实现多测点同步采集的无线传感风荷载监测系统

说明书

本发明公开了一种实现多测点同步采集的无线传感风荷载监测系统，该系统在测点内部集成了时钟模块和FM同步模块，时钟模块在提供时间信息的同时还可以设置定时器，从而可以让中央控制模块实现定时自动采集数据；FM同步模块通过侦听FM广播的整点报时信号来进行对时，测点内部的中央控制模块在收到FM同步模块发出的信号后自动判断时钟模块所需校准的时间整点，并将时钟模块校准到对应整点时刻处，从而使得在各种环境下多个测点内部的时钟均可以保持高度同步，进而在多个测点的情况下可以通过依次向每个测点发送定时采集指令实现多测点同步采集数据。

技术领域

本发明涉及一种无线传感风荷载监测系统，尤其涉及一种实现多测点同步采集的无线传感风荷载监测系统。

背景技术

健康监测在当代大型复杂结构的建造运营中起到越来越重要的作用，而风荷载作为大型复杂结构最主要的荷载之一，其动态监测的必要性不言而喻。以风荷载动态监测为代表的动态健康监测通常还包括应力应变动态监测、加速度动态监测、位移动态监测以及温度动态监测。这些动态监测系统的要求均较为相似：所需的采样频率较高且采样过程中不同测点应同步采集。如果测点的时间同步性不能保证，监测数据的质量将大幅降低。

现有的无线传感监测的同步方法大致有两类：第一种是通过采集仪发送无线信号，所有测点收到信号后作出相应反应，这种方法最大的问题是无线信号难以大规模覆盖，如通过中继节点进行转发，则势必导致转发的信号与之前的信号不再同步；第二种是通过GPS的信号进行时钟校准，但这种方法的问题在于，当测点处于GPS信号相对较弱的位置，比如屋盖下表面和室内，此时该方法的成功率将降低，从而无法有效的校准测点的时间。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提提供一种实现多测点同步采集的无线传感风荷载监测系统。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种实现多测点同步采集的无线传感风荷载监测系统，该监测系统由多个独立的风荷载传感测点构成，每个测点由低功耗中央控制模块、无线传感模块、时钟模块以及FM同步模块组成；低功耗中央控制模块和无线传感模块组成测点的基本功能模块，负责基本的数据采集、数据传输以及数据存储；时钟模块和FM同步模块并不依赖基本模块，可独立运行。

所述低功耗中央控制模块接收定时采集指令后，等待时钟模块的触发信号；在接收到触发信号后激活无线传感模块采集风荷载数据。

所述FM同步模块侦听民用FM信号，通过识别FM信号的整点报时音，在整点时发出报时电平信号给低功耗中央控制模块，低功耗中央控制模块接收FM同步模块发送的报时电平信号后，将时钟模块的时间校准为整点时间；

所述时钟模块接收低功耗中央控制模块的定时指定，在到达定时指定的定时时间时，给低功耗中央控制模块发送触发信号。

进一步地，所有的测点依次接收定时采集指令，通过各自校准后的时钟模块的触发信号，实现多测点风荷载同步定时自动采集。

进一步地，每个测点的低功耗中央控制模块内部存储该测点所在地区的可用民用FM信号的频率和报时声音信息，并可以驱动FM同步模块在不同的频道上进行侦听。

进一步地，所述FM同步模块既可以每隔一段时间自动侦听民用FM信号，也可以通过人工发送指令侦听民用FM信号。

本发明的有益效果是：通过在测点内部加入时钟模块，可以让多测点通过定时的方式同步采集，通过引入FM同步模块，可在指定时间对测点内部的时钟模块进行校准，保证所有测点时钟均为同步状态，在大范围大规模的动态无线传感风荷载监测下能够实现精确地同步采集。

附图说明

图1为本发明中测点内部模块组成示意图；

图2为本发明中测点收到定时采集指令后的工作流程；

图3为本发明中测点采集数据的具体时间戳的计算方法；