[实用新型]一种双供电机载数字式冲击监测无线传感器节点

说明书

技术领域

本实用新型涉及航空结构健康监测技术领域，特别是一种双供电机载数字式冲击监测无线传感器节点。

背景技术

数字式无线冲击监测节点是一种新型的冲击监测装置，布置在结构上的压电传感器阵列配接该装置后，压电传感器所接收的冲击响应信号可以直接被转换为数字序列阵列，通过分析数字序列阵列可以实现冲击区域的定位和报警，从而省略了常规冲击监测系统的数据采集和信号放大调理的硬件。因此，该节点具备体积小、重量轻、低功耗、安装和使用方便、监测区域大、能够实时响应冲击事件等特点，非常适合应用于航空复合材料结构的机载冲击监测。

在实际工程应用中，除了需要机载在线监测飞机结构所遭受的冲击事件，如冰雹的冲击、飞机翼面与空中飞鸟的冲击；在飞机停厂维护过程中，工具也经常掉落在飞机表面而造成飞机结构内部的冲击损伤，故迫切需要对飞机结构上发生的冲击事件进行连续不间断的监测。但现有数字式无线冲击监测节点存在的问题是：只有外接电源时才能工作，不具备连续供电的功能来完成连续不间断的冲击监测。然而只有在飞行过程中机载电源才处于开启状态给节点供电，但飞机执行飞行任务的时间相对较短，大部分时间处于停厂状态，此时机载电源无法给节点供电，如无有效的电源供电，节点将无法完成冲击监测。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种双供电机载数字式冲击监测无线传感器节点，为数字式无线冲击监测节点提供了一种含自供电-机载直流电源供电的双供电方式，实现连续供电，使其能够实现航空复合材料结构的长时间连续的冲击监测。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

根据本实用新型提出的一种双供电机载数字式冲击监测无线传感器节点，包括中央处理器、信号数字化模块、无线通信模块、直流不间断电源模块和充电电池；其中，

信号数字化模块、无线通信模块、直流不间断电源模块分别与中央处理器连接，充电电池、无线通信模块分别与直流不间断电源模块连接，直流不间断电源模块与外部的机载直流电源连接，信号数字化模块与外部的传感器阵列连接；

信号数字化模块，用于将外部的传感器阵列所输入的冲击响应信号转换为数字序列阵列，输出该数字序列阵列至中央处理器；

中央处理器，用于对接收的数字序列阵列进行分析处理后得到冲击区域的监测数据，输出该监测数据至无线通讯模块；

无线通信模块，用于将接收的监测数据进行上传；

充电电池，用于当没有外部的机载直流电源为直流不间断电源模块供电时，则为直流不间断电源模块供电；

直流不间断电源模块，用于当外部的机载直流电源为其供电时，则为中央处理器、信号数字化模块、无线通信模块、充电电池供电；当没有外部的机载直流电源为其供电时，则为中央处理器、信号数字化模块、无线通信模块供电。

作为本实用新型所述的一种双供电机载数字式冲击监测无线传感器节点进一步优化方案，所述中央处理器为Altera公司的EP1C3T100C8 FPGA芯片。

作为本实用新型所述的一种双供电机载数字式冲击监测无线传感器节点进一步优化方案，所述无线通信模块为2.4GHz频段无线通信协议的CC2420无线通讯模块。

作为本实用新型所述的一种双供电机载数字式冲击监测无线传感器节点进一步优化方案，所述信号数字化模块为高速电压比较器。

作为本实用新型所述的一种双供电机载数字式冲击监测无线传感器节点进一步优化方案，所述高速电压比较器为TI公司的TLC3704M高速电压比较器。

作为本实用新型所述的一种双供电机载数字式冲击监测无线传感器节点进一步优化方案，所述直流不间断电源模块为西安华迈电子科技有限公司的28V机载集成不间断电源模块。

作为本实用新型所述的一种双供电机载数字式冲击监测无线传感器节点进一步优化方案，所述充电电池为锂离子电池或锂聚合物电池。

作为本实用新型所述的一种双供电机载数字式冲击监测无线传感器节点进一步优化方案，所述充电电池是容量为3000mAh的单节锂电池。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

（1）本实用新型为数字式无线冲击监测节点提供了一种含自供电-机载直流电源供电的双供电方式，解决现有数字式无线冲击监测节点不具备连续供电的问题；

（2）本实用新型结构简单，可以实现高效、可靠和长时间连续的冲击监测。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图。

具体实施方式