一種利用環境電磁波供電的橋梁結構健康監測無線裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及橋梁結構健康監測技術領域，更具體地說，涉及一種利用環境電磁波供電的橋梁結構健康監測無線裝置。
【背景技術】
[0002]橋梁在建成后，由于受到氣候、腐蝕、氧化或老化等因素，以及長期在靜載和活載的作用下易于受到損壞，相應地其強度和剛度會隨時間的增加而降低。這不僅會影響行車的安全，并會使橋梁的使用壽命縮短。為保證大橋的安全與交通運輸暢通，加強對橋梁的維護管理工作極為重要。
[0003]橋梁結構健康監測是通過對橋梁結構的物理性能進行無損監測，實時監控橋梁的整體行為，對橋梁的損傷位置和程度進行診斷，對橋梁的服役情況、可靠性、耐久性和承載能力進行智能評估，為橋梁在突發事件下或橋梁使用狀況嚴重異常時觸發預警信號，為橋梁的維修、養護與管理決策提供依據和指導。
[0004]為降低長時間戶外工作的橋梁結構健康監測系統的維護難度，提高橋梁結構健康監測無線裝置的使用壽命，發明一種自供電的無線監測裝置就顯得十分重要。
【實用新型內容】
[0005]有鑒于此，本實用新型提供一種利用環境電磁波供電的橋梁結構健康監測無線裝置，能夠充分利用環境中的無線電磁波能量，為橋梁健康監測系統的前端無線裝置提供工作能量，大大提高了橋梁結構健康監測無線裝置的使用壽命，降低了橋梁結構健康監測系統的維護難度。
[0006]—種利用環境電磁波供電的橋梁結構健康監測無線裝置，包括:
[0007]阻抗匹配電路提供匹配頻段的最優負載，從能量收集天線采集的環境電磁波中獲取最大能量，為無線裝置工作供電；
[0008]與所述阻抗匹配電路相連接的能量存儲器，將持續收集的微弱的能量集中存儲；
[0009]與所述能量存儲器相連接的整流器，為微控制器提供穩定的工作電壓和電流；
[0010]微控制器控制傳感器組合和無線射頻模塊進行數據讀寫和傳輸，并為其供電；
[0011]與所述微控制器相連接的傳感器組合，采集橋梁結構健康的關鍵參數；
[0012]與所述微控制器相連接的無線射頻模塊，將采集的數據回傳后臺系統，接受后臺下發指令。
[0013]上述的利用環境電磁波供電的橋梁結構健康監測無線裝置，優選的，所述阻抗匹配電路包括:
[0014]與收集的環境電磁波進行諧振的最優化電感電容諧振電路，將磁能轉換成電能；
[0015]將電感電容諧振電路輸出的微弱電壓放大的最優化放大電路。
[0016]上述的利用環境電磁波供電的橋梁結構健康監測無線裝置，優選的，所述能量存儲器包括但不限于充電電池和超級電容，將微弱的能量集中存儲。
[0017]上述的利用環境電磁波供電的橋梁結構健康監測無線裝置，優選的，所述微控制器包括但不限于FPGA、CPLD, ASIC、DSP、單片機的形式，控制傳感器組合和無線射頻模塊進行數據讀寫和傳輸，并為所述感器組合和無線射頻模塊供電。
[0018]上述的利用環境電磁波供電的橋梁結構健康監測無線裝置，優選的，所述傳感器組合包括但不限于風速儀、溫度計、振動傳感器、位移計、應變計、振弦式應變儀、光纖傳感器、磁感應傳感器、水平儀、車軸車速儀、GPS、EM測力、傾角儀、全站儀、電子測距、腐蝕傳感器、氣壓傳感器和雨量計，采集橋梁結構健康的各項關鍵參數。
[0019]上述的利用環境電磁波供電的橋梁結構健康監測無線裝置，優選的，所述無線射頻模塊包括但不限于短距離自組網絡、低功耗長距離網絡、2G/3G/4G移動通信網絡，將采集的數據回傳后臺系統，接受后臺下發指令。
[0020]通過以上方案可知，本實用新型實施例提供的一種利用環境電磁波供電的橋梁結構健康監測無線裝置，使用能量采集技術，無需市電或電池供電，大大提高了橋梁結構健康監測無線裝置的使用壽命，降低了橋梁結構健康監測系統的維護難度。
【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1為本實用新型一種利用環境電磁波供電的橋梁結構健康監測無線裝置實施例一的結構示意圖；
[0023]圖2為本實用新型一種利用環境電磁波供電的橋梁結構健康監測無線裝置中阻抗匹配電路實施例二結構示意圖；
[0024]圖3為本實用新型一種利用環境電磁波供電的橋梁結構健康監測無線裝置的工作流程示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型的保護范圍。
[0026]實施例一
[0027]如圖1所示，本實用新型公開的一種利用環境電磁波供電的橋梁結構健康監測無線裝置包括:
[0028]阻抗匹配電路101、能量存儲器102、整流器103、傳感器組合104、無線射頻模塊105和微控制器106 ;
[0029]其中:
[0030]所述阻抗匹配電路101提供匹配頻段的最優負載，從能量收集天線采集的環境電磁波中獲取最大能量，輸出給所述能量存儲器102 ;
[0031]所述能量存儲器102將持續收集的微弱能量集中存儲，通過所述整流器103為無線裝置提供正常工作所需的電能；
[0032]所述整流器103將所述能量存儲器102中存儲的能量進行穩壓穩流，輸出給所述微控制器106 ；
[0033]所