隨著人類社會的進(jìn)步與發(fā)展,道路已成為人們?nèi)粘３鲂兴夭豢缮俚囊徊糠�。然�?由于車輛的超載超重、自然天氣及地質(zhì)等原因,導(dǎo)致的路面嚴(yán)重受損,對車輛的安全行駛具有很大的威脅。因此,需要判斷路面受損情況,并在適當(dāng)?shù)臅r期、用適當(dāng)?shù)姆椒▽⒙访嫘阅苓M(jìn)行恢復(fù)。然而,由于電池壽命限制,現(xiàn)有的道路監(jiān)控解決方案要求傳感器系統(tǒng)進(jìn)行定期維護(hù)工作。論文深入研究了利用路面車輛壓力的機械能轉(zhuǎn)換為電能來為傳感器供能的路面信息采集系統(tǒng)。提出了一個端到端的自供電無線傳感器（Self-powered Pavement Wireless Sensor,ePave）,用來采集路面信息并無線發(fā)送給終端。這不僅解決了電池壽命限制問題,而且由于采用無線傳輸,避免了路下線路部署的困難。研究了道路壓電發(fā)電和數(shù)據(jù)采集無線發(fā)送系統(tǒng)的耦合性,分析了系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、各部分單元能耗以及供能情況,保證系統(tǒng)能夠有效的運行。最后對整個系統(tǒng)進(jìn)行了集成化處理并埋入瀝青路面,測試其與路面的魯棒性。論文的主要成果和創(chuàng)新點如下:（1）比較現(xiàn)有的路面檢測方法提出了一種利用路面壓電能量驅(qū)使超低功耗傳感器并無線發(fā)送路面數(shù)據(jù)的方法,設(shè)計了這種自主采集路面信息的傳感器的部署... 

【文章來源】：長安大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
        1.1.1 路面災(zāi)害檢測
        1.1.2 自供電路面信息無線檢測
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 路面壓電
        1.2.2 自供電無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
        1.2.3 路面信息采集
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
    1.4 論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 基于壓電效應(yīng)的瀝青路面自供電無線傳感系統(tǒng)概述
    2.1 路面自供電無線傳感信息采集系統(tǒng)
    2.2 智能路面信息采集系統(tǒng)
    2.3 ePave概述
    2.4 能量收集和電源管理
    2.5 自適應(yīng)性數(shù)據(jù)采集發(fā)送
    2.6 本章小結(jié)
第三章 瀝青路面能量收集與管理
    3.1 壓電原理
        3.1.1 壓電材料分類與性質(zhì)
        3.1.2 路面壓電原理
    3.2 路面壓電能量收集
        3.2.1 壓電元件等效模型
        3.2.2 能量收集接口電路
        3.2.3 電荷收集單元
    3.3 路面能量收集實驗
        3.3.1 智能壓電路面的制作
        3.3.2 不同深度下壓電片的集電量
        3.3.3 不同封裝材料下壓電片的集電量
    3.4 路面壓電功率測試
        3.4.1 開路下的負(fù)載功率
        3.4.2 全橋整流電路下的負(fù)載功率
        3.4.3 能量收集電路下的負(fù)載功率
    3.5 本章小節(jié)
第四章 路面自供電無線傳感器
    4.1 能量收集與緩沖
        4.1.1 能量管理模塊
        4.1.2 非定時工作方案
        4.1.3 自適應(yīng)分析及能量估算
    4.2 路面自供電無線傳感器設(shè)計
        4.2.1 整體設(shè)計
        4.2.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
        4.2.3 無線發(fā)射與接收系統(tǒng)
        4.2.4 溫濕度傳感器
        4.2.5 ePave實現(xiàn)
    4.3 系統(tǒng)能量收集與電力供應(yīng)
    4.4 運行中的數(shù)據(jù)檢測
    4.5 系統(tǒng)封裝與測試
        4.5.1 系統(tǒng)的集成化
        4.5.2 電路裝配與測試
        4.5.3 瀝青路面封裝
        4.5.4 開啟時間比測試
    4.6 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號：3197120