地下入侵预警系统无线采集终端设计

发布时间：2024-02-18 00:07

　　文物古迹是我们中华民族的重要象征,是祖先留给我们的宝贵遗产。随着时间的推移,这些文物古迹的艺术、历史价值日渐提升,不法分子的盗窃活动也日益猖獗,同时我国文物保护的科技手段仍然相对落后,造成现阶段文物保护的形势十分严峻。针对此问题,本论文设计了一种低功耗的地下入侵预警系统,系统由无线采集终端、中继设备及监控服务器三部分组成,无线采集终端通过检测地下声波信号实现预警,中继设备通过信号识别算法处理降低系统虚警率,监控服务器进行后台大数据处理。论文完成了无线采集终端的软硬件设计工作。硬件上完成了基于MSP430的低功耗数据采集处理系统,实现对地下声波信号的实时采集,并采用Lora技术与系统中继设备进行数据交互。其中包括终端传感器的选型研究、电荷放大器设计、程控电压放大器设计、窄带滤波器设计、MSP430最小系统及接口电路设计、电源电路设计、PCB设计及实现。软件上实现了无线采集终端不同工作模式的转换;设计了ADC采样程序及片外FLASH读写程序,实现了数据的采集与存储;设计了终端通信协议设计,实现了与系统中继的通信;通过提取信号能量以及节律特征,实现信号的特征提取及识别。论文最后对无线采集终端...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图3-1无线终端实验用传感器实物图

及图3-1所示：表3-1无线终端传感器技术指标类型STS-101外形尺寸（mm*mm）20*24工作频段（Hz）10~1000接收灵敏度（dB）-192.4±1.5加速度灵敏度（dB）≤-60最大工作深度（m）100破坏工作深度（m）500静态电容量（PF....

图3-3AD8605电荷放大器原理图

作用下压电晶体表面会产生大小为q=dF的电荷量，其中d(单位为库晶体电荷对外力的灵敏度。因此，压电传感器处于稳定状态下电荷灵=/如果将压电传感器与带反馈电容C3的电荷放大器配合使用，则C3上q而形成的电压为ΔV=Δq/C3。对应的稳定状态电压灵敏度....

图3-4程控电压放大器终端埋在地下，而地下的声波信号会根据不同的土质等原因而有所差别，为

3.2.2程控电压放大器设计由于电荷放大器的输出电压只有毫伏级，只能对于近距离的响应产生明显的幅度变换，并不能满足预警终端的检测范围要求，因此还需要进行二级放大处理，使输出信号对远距离的响应产生更明显的电压幅度变化。根据输入信号的幅值和频率，以及终端低功耗的要求，本设计中选用的....

图3-5150Hz带通滤波器电路

时屏蔽其他频率端信号的电路[24]。由于采集到地下声波信号的时频特征非常复杂，而终端因有功耗的要求不能进行很复杂的信号处理，基于上述考虑，设计中加入窄带滤波器的目的是为了减小微处理器进行信号处理的压力，在硬件上提取出原始信号的各个频段信息进行AD采样。在硬件滤波电路设计中，通....

本文编号：3901554