[发明专利]量程可变的振动信号无线传感系统

权利要求书

1.量程可变的振动信号无线传感系统，其特征在于，该系统为一种由采集节点、路由节点和汇聚节点组成的树状网络，且采用超宽带通信技术UWB进行节点间通信；

所述采集节点包括振动传感器、AD数据采集模块、微处理器、超宽带无线通信模块、天线、DAC控制模块和振动传感器电源驱动电路；

振动传感器采集的振动信号通过AD数据采集模块发送给微处理器，所述振动信号通过超宽带无线通信模块、天线发送出去；

微处理器通过DAC控制模块控制振动传感器电源驱动电路为振动传感器提供工作电压，当微处理器检测到接收的振动信号衰弱或者增强时，通过改变振动传感器供电电压的大小来改变振动传感器的量程。

2.根据权利要求1所述量程可变的振动信号无线传感系统，其特征在于，还包括系统电源，所述系统电源为振动传感器电源驱动电路提供工作电源。

3.根据权利要求1所述量程可变的振动信号无线传感系统，其特征在于，振动传感器包括敏感结构、前级电荷放大器、前置相位补偿器、环路滤波器、带通滤波器和加速度反馈单元，振动信号与加速度反馈单元输出的加速度信号叠加后输入敏感结构，敏感结构输出电压信号经前级电荷放大器、前置相位补偿器、环路滤波器和带通滤波器后输出。

4.根据权利要求3所述量程可变的振动信号无线传感系统，其特征在于，敏感结构可测量加速度的量程为

其中，C_f是敏感结构中等效积分电容，d为平衡状态下敏感结构中上下两个极板和质量块的间距，ω₀为振动频率，C₀为静态电容，V_r是参考电压，V_cc为振动传感器的供电电压。

5.根据权利要求4所述量程可变的振动信号无线传感系统，其特征在于，微处理器改变振动传感器的量程的具体过程为：

微处理器对比振动信号的幅度和传感器量程之间的关系，当出以下三种情况时通过改变振动传感器的供电电压V_cc来改变量程：

若振动信号的幅度小于传感器量程的1/2，表征量程过大，则通过降低振动传感器的供电电压V_cc来降低量程；

若振动信号的幅度大于量程的3/4，表征量程过小，则通过提高振动传感器的供电电压V_cc来提高量程；

若振动信号幅度处于量程的1/2和3/4之间，表征量程合适，不改变振动传感器的供电电压V_cc。

6.根据权利要求3所述量程可变的振动信号无线传感系统，其特征在于，环路滤波器采用积分器电路实现。

7.根据权利要求3所述量程可变的振动信号无线传感系统，其特征在于，加速度反馈单元将带通滤波器输出的数字电压信号转换为模拟的加速度信号。