多參數橋梁振動(dòng)監測系統設計

2.3 CAN通信接口設計
本文采用STM32系列的Cortex-M3內核控制器，其片內自帶了滿(mǎn)足CAN2.0A與CAN2.0B協(xié)議的硬件通信接口，并使用CTM8251AT隔離型CAN收發(fā)模塊完成了CAN總線(xiàn)的高速數據通信功能。以下為CAN波特率的計算：
BodeRate=PCLK1/CAN_Prescaler/(CAN_SJW+CAN_BS1+CAN_BS2)
由于CAN是掛接在A(yíng)PB1總線(xiàn)上,因此采用時(shí)鐘PCLK1,當PCLK1=72 MHz時(shí)，波特率為=72/9/16=0.5 MHz，CAN_Prescaler的預分頻值為1~1024。
在進(jìn)行CAN組網(wǎng)布線(xiàn)時(shí)，需要注意的是，在中遠距離應采用120 Ω特征阻抗雙絞線(xiàn)，通信距離大于600 m以上，選用線(xiàn)徑大于0.75 mm2的電纜，超遠距離線(xiàn)徑應大于1.5 mm2。而且CAN總線(xiàn)的通信速率是隨著(zhù)通信距離的增大而降低的，通常在1 km時(shí),最高波特率為35 kb/s，2 km時(shí)為18 kb/s，當距離大于5 km則必須增加CAN中繼器，否則無(wú)法正常通信。
3 實(shí)測數據
如圖4為橋梁振動(dòng)系統實(shí)測得到的縱向垂直振動(dòng)加速度信號。本系統中還采用了DHT22型號的溫濕度檢測模塊與PH100SX型風(fēng)速風(fēng)向傳感器，這兩類(lèi)傳感器和輸出都是數字信號，接口設計簡(jiǎn)單，限于篇幅不再贅述。本系統的實(shí)際指標如下：
在線(xiàn)調節傳感器采樣率范圍為1～100 Hz；
在線(xiàn)調節傳感器放大倍數為1，2，4，8，16，32，64，128;
加速度測量范圍為0～±1.7g，最大靈敏度為1 mg;
加速度數據非線(xiàn)性度小于0.5%;
嚴格同步雙軸振動(dòng)數據測量;
單路CAN最大節點(diǎn)數為60，CAN組網(wǎng)可達600個(gè)節點(diǎn)以上。

本文所研制的多參數橋梁振動(dòng)監測系統能夠實(shí)現長(cháng)時(shí)間無(wú)人值守的實(shí)時(shí)雙軸振動(dòng)信號采集、溫濕度采集以及風(fēng)速風(fēng)向測量等功能。監控中心通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )獲取各監控橋梁的狀態(tài)信息，并自動(dòng)根據橋梁狀態(tài)信號實(shí)時(shí)報警。該系統還可以應用于大型建筑體，攔河大壩等大型結構體的遠程健康狀態(tài)監控。
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