[发明专利]无线通信系统、检测装置及建筑结构

说明书

本发明公开一种无线通信系统、检测装置及建筑结构，其中，无线通信系统包括嵌入在建筑结构内的发射模块和接收模块，建筑结构包括钢筋，发射模块包括信号发生器、第一功率放大器、调制与编码器、与钢筋相匹配的第一线圈；接收模块包括第二功率放大器、模数转换器、解调与译码器、与钢筋相匹配的第二线圈；当第一线圈及第二线圈缠绕钢筋设置时，第一线圈与第二线圈通过钢筋耦合，信号发生器发出的信号依次经过第一功率放大器、调制与编码器、第一线圈、钢筋、第二线圈、第二功率放大器及模数转换器输入至解调与译码器。本无线通信系统具有可靠性强的特点。

技术领域

本发明涉及建筑结构检测技术领域，特别涉及一种无线通信系统、检测装置及建筑结构。

背景技术

建筑结构的健康检测是一个较新的技术领域。实时地检测桥梁，房屋，道路等建筑结构内部参数变化，能够提前获知建筑结构的健康状态，预防建筑结构发生坍塌等安全事故。

将传感器嵌入在建筑结构内，就可以实时检测建筑结构内部的参数，再结合通信系统，就可以将建筑结构内部的参数发送至外部设备。

现有的通信方案如下：

第一种：发射模块与接收模块无线连接，发射模块发出的信号通过空气传输到接收模块。这种方案的缺陷是：由于发射模块嵌入在建筑结构内部，因此，发射模块发出的信号在传输过程中需要穿过钢筋混凝土，损耗较大，目前无线模块为射频、微波频段，无法穿透障碍物(土壤、混凝土)，建筑内的钢筋结构，会形成法拉第笼效应，进一步阻碍电磁波信号传播。

第二种，发射模块与接收模块无线连接，发射模块发出的信号通过电力线传输到接收模块。这种方案的缺陷是：当建筑结构遭受损伤时，电力线也会受损(比如建筑结构遭遇地震、强烈撞击时，电力线可能会被扯断)，导致接收模块接收信号中断，可靠性差。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种无线通信系统，旨在增强无线通信系统的可靠性。

为实现上述目的，本发明提出一种无线通信系统，包括发射模块和接收模块，所述发射模块及所述接收模块均可嵌入在建筑结构内，所述建筑结构包括钢筋，其中，所述发射模块包括信号发生器、第一功率放大器、调制与编码器、与所述钢筋相匹配的第一线圈，所述第一功率放大器、所述调制与编码器及所述第一线圈依次与所述信号发生器连接；所述接收模块包括第二功率放大器、模数转换器、解调与译码器、与所述钢筋相匹配的第二线圈，所述第二功率放大器、所述模数转换器、所述解调与译码器依次与所述第二线圈连接；当所述第一线圈及所述第二线圈缠绕所述钢筋设置时，所述第一线圈与所述第二线圈通过钢筋耦合，所述信号发生器发出的信号依次经过所述第一功率放大器、所述调制与编码器、所述第一线圈、所述钢筋、所述第二线圈、所述第二功率放大器及所述模数转换器输入至所述解调与译码器。

优选地，所述发射模块还包括第一耦合电容，所述第一耦合电容用于与所述第一线圈产生谐振，以增大所述调制与编码器输出信号所对应波形的幅度。

优选地，所述接收模块还包括第二耦合电容，所述第二耦合电容用于与所述第二线圈产生谐振，以增大所述解调与译码器接收信号所对应波形的幅度。

优选地，还包括传输控制模块，用于控制所述发射模块的信号调制深度，以延长所述发射模块发出信号的传输距离。

优选地，所述传输控制模块包括第三耦合电容、晶体管、控制芯片及与所述钢筋相匹配的第三线圈，所述第三耦合电容、所述晶体管及所述控制芯片依次与所述第三耦合电容连接，所述控制芯片的控制端与所述晶体管的受控端连接。

优选地，所述建筑结构内还嵌入有传感器，所述传感器用于检测建筑结构参数，所述信号发生器发出的信号用于表征所述传感器检测的参数；其中，所述传感器包括压力传感器、温度传感器、湿度传感器及pH计中的任意一者。

本发明还提出一种检测装置，用于检测建筑结构的健康状态，其中，所述检测装置包括如上所述的无线通信系统。