基于射频的混凝土钢筋腐蚀检测技术研究

发布时间：2017-10-21 02:20

  本文关键词：基于射频的混凝土钢筋腐蚀检测技术研究

  更多相关文章： 钢筋腐蚀检测 无线射频识别 电子标签 读写器

【摘要】：钢筋混凝土结构遭破坏的主要原因为结构中的钢筋被腐蚀,所以对钢筋腐蚀进行检测可对混凝土基础设施的寿命和耐久性做出预估,具有重要的经济价值和社会价值。本文结合射频技术与钢筋等效物,设计了基于射频的钢筋腐蚀检测系统。首先,介绍了钢筋腐蚀检测系统的整体结构及各部分采取的技术路线。通过对比,最终选定了基于钢筋腐蚀等效物和射频技术的无源无引线的解决方案。确定基于RF430作为射频芯片的埋入式电子标签设计;确定以TRF7970A作为射频芯片、MSP430F2370作为控制芯片的读写器设计;确定了读写器与标签间以13.56MHz的ISO 15693协议进行数据通讯。其次,对埋入式电子标签进行了具体的设计。根据协议的谐振频率,仿真设计了微带天线;对片上ADC模块进行了寄存器的参数设置;完成对标签电路的PCB设计。再次,对读写器进行了硬件设计;对读写器和电子标签进行了相应的软件设计,具体包括读写器中内部控制与通信及结果显示、标签内的腐蚀数据采集、读写器与标签间通信的软件设计,然后设计了读写器与上位机之间的配置界面,以及系统的人机交互界面。最后,对钢筋腐蚀检测系统进行了实验与调试。确定了最终标签的设计参数,对系统的各个功能进行了测试。由数据结果可知,本设计通信稳定,各模块能实现其设计功能,可以达到低成本的设计指标要求。
【关键词】：钢筋腐蚀检测 无线射频识别 电子标签 读写器
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU375;TU317
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注释表12-13
• 第一章 绪论13-20
• 1.1 课题背景13-14
• 1.2 相关技术概述14-18
• 1.2.1 钢筋腐蚀检测技术14-16
• 1.2.2 射频识别16-18
• 1.3 国内外研究现状18-19
• 1.4 本文主要工作19-20
• 第二章 钢筋腐蚀检测方案设计20-33
• 2.1 引言20
• 2.2 系统框架设计20-21
• 2.3 技术方案选择21-32
• 2.3.1 腐蚀检测方法的选择22-23
• 2.3.2 通信方案选择23-25
• 2.3.3 ISO15693协议简介25-30
• 2.3.4 标签射频芯片与读写器芯片选择30-31
• 2.3.5 上传及显示模式选择31-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第三章 埋入式标签设计33-52
• 3.1 标签原理33-35
• 3.2 天线设计35-42
• 3.2.1 电感值确定36-37
• 3.2.2 线圈形状，，参数确定37-40
• 3.2.3 品质因素40-41
• 3.2.4 通信距离41-42
• 3.3 FRAM存储模块42-43
• 3.4 ADC(SD14)模块43-49
• 3.4.1 模数转换器44-49
• 3.5 温度传感器49-50
• 3.6 标签原理图50
• 3.7 电子标签的封装50-51
• 3.8 本章小结51-52
• 第四章 读写器硬件及系统软件设计52-67
• 4.1 读写器硬件设计52-55
• 4.1.1 射频芯片与单片机连接53
• 4.1.2 单片机与液晶之间连接53-55
• 4.1.3 单片机与CP2102间的连接55
• 4.2 标签与读写器间通信55-61
• 4.2.1 标签状态转换56-57
• 4.2.2 数据校验57-58
• 4.2.3 防冲突算法58-59
• 4.2.4 协议自适应流程59-60
• 4.2.5 发送接收过程60-61
• 4.3 读写器中软件设计61-63
• 4.3.1 射频芯片与单片机之间的通信61-62
• 4.3.2 单片机控制腐蚀信息显示62
• 4.3.3 单片机主程序62-63
• 4.4 标签软件设计63-64
• 4.5 人机交互界面64-66
• 4.5.1 配置界面64-65
• 4.5.2 交互界面65-66
• 4.6 本章小结66-67
• 第五章 实验与软硬件联调67-72
• 5.1 实验67-69
• 5.1.1 埋入式标签开发模式67-68
• 5.1.2 读写器开发模式68-69
• 5.2 系统联调69-71
• 5.2.1 配置界面69-70
• 5.2.2 液晶显示70-71
• 5.2.3 交互界面71
• 5.3 本章小结71-72
• 第六章 总结与展望72-73
• 6.1 本文主要工作总结72
• 6.2 后期工作展望72-73
• 参考文献73-76
• 致谢76-77
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘军;;路桥工程中钢筋混凝土的腐蚀及其保护措施[J];中国新技术新产品;2012年08期

2 丁建;;射频识别技术在我国的应用现状与发展前景(上)[J];射频世界;2010年05期

3 陈剑;冀京秋;陈宝国;;我国射频识别(RFID)技术发展战略研究[J];科学决策;2010年01期

4 尚盈;袁慎芳;吴键;丁建伟;李耀曾;;基于无线传感网络的大型结构健康监测系统[J];数据采集与处理;2009年02期

5 陶学宗;;我国RFID技术的应用状况分析及发展对策[J];金卡工程;2007年05期

6 赵亮;;液晶显示模块LCD1602应用[J];电子制作;2007年03期

7 杨宁;田辉;张平;李立宏;;无线传感器网络拓扑结构研究[J];无线电工程;2006年02期

8 陈新河;无线射频识别(RFID)技术发展综述[J];信息技术与标准化;2005年07期

9 石军锋,钟先信,陈帅,邵小良;无线传感器网络结构及特点分析[J];重庆大学学报(自然科学版);2005年02期

10 施益峰,王帮峰,李迎;面向结构健康监测的高速数据采集系统的研究[J];传感器技术;2004年12期

本文编号：1070727