基于nRF24L01的鋼絲繩無(wú)損檢測系統

摘要：提出一種基于nRF24L01的鋼絲繩無(wú)損檢測系統設計方法，利用該系統對在線(xiàn)鋼絲繩進(jìn)行無(wú)損檢測，檢測結果采用nRF24L01進(jìn)行無(wú)線(xiàn)傳輸，克服了有線(xiàn)傳輸的應用弊端，解決了鋼絲繩惡劣的工作環(huán)境和其無(wú)損檢測有線(xiàn)傳輸方式的矛盾，提高了檢測精度?？梢员ＷC在役鋼絲繩的安全可靠，避免鋼絲繩更換的盲目性，做到按照鋼絲繩的運行狀態(tài)進(jìn)行預知維修。并重點(diǎn)講述了系統的硬件和軟件設計，給出了詳細的結論。
關(guān)鍵詞：nRF24L01；無(wú)線(xiàn)傳輸；無(wú)損檢測；鋼絲繩

鋼絲繩是在各種工程應用中應用極為廣泛的一種撓性構件。鋼絲繩作為牽引、承載的重要部件，一旦發(fā)生斷裂，后果將非常嚴重。因此，對鋼絲繩的無(wú)損檢測和監測，對于消除安全隱患有著(zhù)至關(guān)重要的意義。隨著(zhù)鋼絲繩無(wú)損檢測技術(shù)的不斷發(fā)展，各種新型的現場(chǎng)檢測儀器不斷推出。但是因為鋼絲繩無(wú)損檢測要求的數據傳輸速率較高，所以目前在信號的傳輸方式上大多采用有線(xiàn)傳輸?？紤]到鋼絲繩工作環(huán)境的多樣性和復雜性，有線(xiàn)傳輸方式越來(lái)越難以適應各種復雜的環(huán)境，本文提出了一種基于nRF24L01的無(wú)線(xiàn)傳輸方式下的鋼絲繩無(wú)損檢測方法。

1 鋼絲繩無(wú)損檢測系統硬件設計
1．1 系統總體結構圖
鋼絲繩無(wú)損檢測系統由數據采集端和接收處理端組成。數據采集端系統框圖如圖1所示，主要分為：傳感器模塊，A／D采集模塊，LM3S1 138處理器模塊，RF24L01無(wú)線(xiàn)模塊。其中傳感器部分采用華中科技大學(xué)機械學(xué)院無(wú)損檢測實(shí)驗室具有自主知識產(chǎn)權的無(wú)損檢測傳感器，該傳感器由2個(gè)霍爾元件和1個(gè)旋轉編碼器組成，輸出4路模擬信號，1路脈沖信號。經(jīng)過(guò)信號處理模塊將4路模擬信號分離出4路交流信號和4路直流信號，分別代表鋼絲繩的損壞情況和粗細。在脈沖信號的上升沿到來(lái)時(shí)對8路模擬信號進(jìn)行采集，并將A／D轉化得到的結果進(jìn)行數據封裝，最后利用SPI接口寫(xiě)入RF24L01模塊實(shí)現無(wú)線(xiàn)傳輸。

接收處理端系統框圖如圖2所示，主要分為：RF24L01無(wú)線(xiàn)模塊，LM3S1138處理器模塊，PC機終端。PC機終端向LM3S1138處理器模塊發(fā)送開(kāi)始接收的命令，在LM3S1138處理器模塊收到PC機終端的命令后，啟動(dòng)RF24L01無(wú)線(xiàn)模塊，接收數據采集端發(fā)送的數據。在接收到數據后，LM 3S1138處理器模塊對數據進(jìn)行解析，并通過(guò)串口或USB將數據傳送到PC機，PC機終端收到數據后，對數據進(jìn)行處理、存儲、顯示等一系列操作。