无线传感器监测系统：MEMS技术在桥梁健康监测中的应用

"本文主要探讨了一种无线传感器监测系统的设计与实现，该系统结合了微型电子机械系统（MEMS）微传感器和无线通信技术，特别关注了MEMS微加速度计在信号测量与无线传输中的应用。通过对比无线与有线传感器的时频响应特性，证明了无线传感器监测系统在桥梁健康监测中的适用性。" 无线传感器监测系统是针对传统有线监测方案的不足而提出的，如大规模布线的复杂性、环境干扰、可靠性问题以及空间限制。这种无线系统利用MEMS技术，确保了小型化、高精度和低功耗的特点。MEMS加速度传感器ADXL202E是系统的核心组件，它的带宽选择直接影响测量精度，能够检测微小的加速度变化，这对于评估桥梁结构的动态性能至关重要。 系统硬件结构包括三个主要部分：加速度计传感器及其数据采集电路、位移传感器及其数据采集电路、应变传感器及其数据采集电路。其中，加速度计传感器部分由ADXL202E芯片、滤波及频率选择电路和16位A/D转换电路组成。ADXL202E芯片提供了宽范围的带宽选择，使得系统能够在不同应用场景下保持高精度的测量。 系统设计采用了模块化的方法，每个模块都有预留接口，便于单独调试和问题定位，同时也提升了标准化程度，允许模块间的灵活组合和更换。这种设计思路极大地提高了系统的可维护性和扩展性，适应于不同类型和规模的桥梁健康监测需求。 无线通信技术的应用消除了对大量信号电缆的需求，减少了人力物力的投入，同时增强了系统的抗干扰能力和可靠性。对于大跨桥梁或环境条件恶劣的监测场景，无线传感器监测系统展现出显著的优势。 总结而言，这种无线传感器监测系统不仅解决了传统有线监测的诸多难题，而且通过集成先进的MEMS技术和无线通信技术，实现了高效、精确、可靠的桥梁健康监测，为桥梁安全提供了一种创新的解决方案。