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地下隧道变形检测的无线倾角传感器.pdf
Vo l. 21 NO.6
第 21 卷第6 期 光学精密工程
Optics and Precision Engineering Jun.2013
2013 年 6 月
文章编号 1004-924XC2013) 06-1464-08
地下隧道变形检测的无线倾角传感器
何斌，纪云\沈润杰
(同济大学电子与信息工程学院，上海 201804)
摘要:设计了一种无线倾角传感器来检测地下隧道的结构变形，并研究了该无线倾角传感器所采用的温度补偿和数字滤
波算法。首先，根据地下隧道结构特点，结合微机电系统CMEMS)技术和无线传感器网络技术，给出元线倾角传感器的
硬件结构，并描述了传感器实现无线通信和可视化上位机界面的软件设计流程。然后，针对地下隧道温度变化大、振动
扰动频繁等因素，分析其对传感器精度的影响，实现了对无线倾角传感器的温度补偿。最后，通过对传感器数据噪声频
谱分析，选择数字滤波方法，充分抑制振动对传感器的影响，提升了无线倾角传感器的测量精度。实验结果表明:无线倾
0
角传感器在::f:: 30。范围内的测量精度为 0.05 • 符合地下隧道变形检测的功能需求。
关 键 词:微机电系统;无线传感器网络;倾角传感器;温度补偿;数字滤波
中图分类号:TP212.12 文献标识码:A doi: 10. 3788/0PE. 1464
Wireless inclinometer for monitoring deformation of under宵。，und tunnel
HE Bin. JI Yun曾. SHEN Run-jie
(College of Electronic and Information Engineering. Tongji University. Shanghai 201804. China)
祷 Corresponding author .E-mail: shaizi666@126.com
Abstract: To monitor the structure deformation of an underground tunnel. a high-resolution wireless
inclinometer was developed in this paper. and the algorithm of temperature compensation and digital
filter applied to the wireless inclinometer were analyzed. First. based on complex conditions in the un-
derground tunnel. the hardware structure of the wireless inclinometer was presented combined the Mi
cro-electromechanic System( MEMS) with the Wireless Sensor Network(WSN) technology and the
software processes of wireless communication and PC interface of the inclinometer were described.
Then the effects of different environment
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