機械振動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模式和網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議研究
發(fā)布時間:2021-04-26 06:28
隨著機械設(shè)備的精密程度、復(fù)雜程度及自動化程度越來越高,機械裝備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)越來越受到重視。而機械振動是機械設(shè)備運行中的一個重要的特征參數(shù),因此,機械振動監(jiān)測是機械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的重要手段。目前,基于有線連接的機械振動監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用廣泛,但是這類系統(tǒng)具有布線復(fù)雜、部署成本較高、可維護性和擴展性差等缺點,而且難于實現(xiàn)移動、旋轉(zhuǎn)部件的振動監(jiān)測。近十年來,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)就經(jīng)歷了從最初概念的提出到目前各類應(yīng)用的蓬勃創(chuàng)新,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)新穎的思路和高速發(fā)展的各項技術(shù)為其在機械振動監(jiān)測領(lǐng)域中應(yīng)用提供了基礎(chǔ)條件。本文研究基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的機械振動監(jiān)測應(yīng)用技術(shù),根據(jù)機械振動監(jiān)測應(yīng)用的要求,設(shè)計實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議,對于實現(xiàn)機械振動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模式和應(yīng)用系統(tǒng)有重要的意義。在分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在機械振動監(jiān)測應(yīng)用中所需要解決關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上,以機械振動監(jiān)測應(yīng)用所需要解決的振動數(shù)據(jù)高速采集和高速可靠傳輸為根本的技術(shù)需求,改進數(shù)據(jù)采集方式、網(wǎng)絡(luò)的傳輸模式、拓撲結(jié)構(gòu)控制和可靠重傳機制等多項技術(shù),初步形成了機械振動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模式。以無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)作為切入點,提出了以多數(shù)...
【文章來源】:重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 引言
1.2 課題來源
1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概況和研究現(xiàn)狀
1.3.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念
1.3.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特征
1.3.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.3.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在機械振動監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展
1.4 課題研究的目的和意義
1.4.1 課題研究的目的
1.4.2 課題研究的意義
1.5 本文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新之處
2 機械振動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模式設(shè)計
2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在機械振動監(jiān)測中的關(guān)鍵問題
2.2 傳感器節(jié)點的部署形式和信號采集模式
2.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點部署和覆蓋理論
2.2.2 傳感器節(jié)點的信號采集
2.3 數(shù)據(jù)傳輸模式
2.4 網(wǎng)絡(luò)的自組織模式
2.4.1 基于Mesh 的平面組網(wǎng)模式
2.4.2 分簇的組網(wǎng)模式
2.4.3 混合組網(wǎng)模式
2.5 數(shù)據(jù)處理模式
2.5.1 節(jié)點端的分布式數(shù)據(jù)處理
2.5.2 網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)融合
2.5.3 終端的數(shù)據(jù)處理
2.6 本章小結(jié)
3 面向機械振動監(jiān)測的WSN 網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議的研究
3.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
3.1.1 傳感器節(jié)點的結(jié)構(gòu)
3.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)架構(gòu)
3.1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議
3.1.4 機械振動無線傳感器監(jiān)測系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特征
3.2 多數(shù)據(jù)匯集點網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)
3.2.1 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計
3.2.2 網(wǎng)絡(luò)自組織及拓撲控制方法
3.3 輔助性協(xié)議的研究
3.3.1 時間同步機制
3.3.2 可靠性傳輸機制
3.3.3 能量管理機制
3.4 本章小結(jié)
4 機械振動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)
4.1 系統(tǒng)流程與架構(gòu)
4.1.1 監(jiān)測區(qū)數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)設(shè)計
4.1.2 無線網(wǎng)絡(luò)傳輸機制設(shè)計
4.2 傳感器節(jié)點程序設(shè)計與實現(xiàn)
4.2.1 數(shù)據(jù)采集程序?qū)崿F(xiàn)
4.2.2 數(shù)據(jù)包格式設(shè)計
4.2.3 時間同步機制實現(xiàn)
4.2.4 可靠性傳輸機制實現(xiàn)
4.3 數(shù)據(jù)終端程序設(shè)計
4.3.1 串口服務(wù)程序設(shè)計
4.3.2 用戶接口程序設(shè)計
4.3.3 數(shù)據(jù)管理程序設(shè)計
4.3.4 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控程序設(shè)計
4.4 實驗結(jié)果與分析
4.4.1 數(shù)據(jù)采集測試
4.4.2 網(wǎng)絡(luò)性能測試
4.5 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
5.1 本課題主要研究內(nèi)容及結(jié)論
5.2 后續(xù)研究工作和展望
致謝
參考文獻
附錄
A. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄
B. 作者在攻讀學(xué)位期間參加的科研目錄
【參考文獻】:
期刊論文
[1]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)鏈路通信質(zhì)量測量研究[J]. 孫佩剛,趙海,羅玎玎,張希元,朱劍. 通信學(xué)報. 2007(10)
[2]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量收集技術(shù)分析[J]. 杜冬梅,何青,張志. 微納電子技術(shù). 2007(Z1)
[3]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測技術(shù)與系統(tǒng)研究[J]. 馬峻巖,周興社,劉琴,李志剛. 計算機應(yīng)用研究. 2007(08)
[4]一種用于設(shè)備監(jiān)測的高效無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多跳同步時分協(xié)議[J]. 樊勇,徐金梧,楊德斌,王沁. 北京科技大學(xué)學(xué)報. 2007(07)
[5]海洋平臺結(jié)構(gòu)振動監(jiān)測的無線傳感實驗研究[J]. 喻言,歐進萍. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2007(02)
[6]煤礦瓦斯監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 王建,王汝琳,王學(xué)民,劉世民. 煤炭工程. 2006(10)
[7]無線傳感網(wǎng)絡(luò)在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測中的應(yīng)用[J]. 葉偉松,袁慎芳. 傳感技術(shù)學(xué)報. 2006(03)
[8]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的自身定位系統(tǒng)和算法[J]. 王福豹,史龍,任豐原. 軟件學(xué)報. 2005(05)
[9]自組織、自適應(yīng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)理論研究[J]. 劉剛,周興社,谷建華,李志剛. 計算機應(yīng)用研究. 2005(05)
[10]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[J]. 朱近康. 中興通訊技術(shù). 2004(S1)
本文編號:3160915
【文章來源】:重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 引言
1.2 課題來源
1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概況和研究現(xiàn)狀
1.3.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念
1.3.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特征
1.3.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.3.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在機械振動監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展
1.4 課題研究的目的和意義
1.4.1 課題研究的目的
1.4.2 課題研究的意義
1.5 本文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新之處
2 機械振動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模式設(shè)計
2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在機械振動監(jiān)測中的關(guān)鍵問題
2.2 傳感器節(jié)點的部署形式和信號采集模式
2.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點部署和覆蓋理論
2.2.2 傳感器節(jié)點的信號采集
2.3 數(shù)據(jù)傳輸模式
2.4 網(wǎng)絡(luò)的自組織模式
2.4.1 基于Mesh 的平面組網(wǎng)模式
2.4.2 分簇的組網(wǎng)模式
2.4.3 混合組網(wǎng)模式
2.5 數(shù)據(jù)處理模式
2.5.1 節(jié)點端的分布式數(shù)據(jù)處理
2.5.2 網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)融合
2.5.3 終端的數(shù)據(jù)處理
2.6 本章小結(jié)
3 面向機械振動監(jiān)測的WSN 網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議的研究
3.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
3.1.1 傳感器節(jié)點的結(jié)構(gòu)
3.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)架構(gòu)
3.1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議
3.1.4 機械振動無線傳感器監(jiān)測系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特征
3.2 多數(shù)據(jù)匯集點網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)
3.2.1 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計
3.2.2 網(wǎng)絡(luò)自組織及拓撲控制方法
3.3 輔助性協(xié)議的研究
3.3.1 時間同步機制
3.3.2 可靠性傳輸機制
3.3.3 能量管理機制
3.4 本章小結(jié)
4 機械振動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)
4.1 系統(tǒng)流程與架構(gòu)
4.1.1 監(jiān)測區(qū)數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)設(shè)計
4.1.2 無線網(wǎng)絡(luò)傳輸機制設(shè)計
4.2 傳感器節(jié)點程序設(shè)計與實現(xiàn)
4.2.1 數(shù)據(jù)采集程序?qū)崿F(xiàn)
4.2.2 數(shù)據(jù)包格式設(shè)計
4.2.3 時間同步機制實現(xiàn)
4.2.4 可靠性傳輸機制實現(xiàn)
4.3 數(shù)據(jù)終端程序設(shè)計
4.3.1 串口服務(wù)程序設(shè)計
4.3.2 用戶接口程序設(shè)計
4.3.3 數(shù)據(jù)管理程序設(shè)計
4.3.4 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控程序設(shè)計
4.4 實驗結(jié)果與分析
4.4.1 數(shù)據(jù)采集測試
4.4.2 網(wǎng)絡(luò)性能測試
4.5 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
5.1 本課題主要研究內(nèi)容及結(jié)論
5.2 后續(xù)研究工作和展望
致謝
參考文獻
附錄
A. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄
B. 作者在攻讀學(xué)位期間參加的科研目錄
【參考文獻】:
期刊論文
[1]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)鏈路通信質(zhì)量測量研究[J]. 孫佩剛,趙海,羅玎玎,張希元,朱劍. 通信學(xué)報. 2007(10)
[2]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量收集技術(shù)分析[J]. 杜冬梅,何青,張志. 微納電子技術(shù). 2007(Z1)
[3]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測技術(shù)與系統(tǒng)研究[J]. 馬峻巖,周興社,劉琴,李志剛. 計算機應(yīng)用研究. 2007(08)
[4]一種用于設(shè)備監(jiān)測的高效無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多跳同步時分協(xié)議[J]. 樊勇,徐金梧,楊德斌,王沁. 北京科技大學(xué)學(xué)報. 2007(07)
[5]海洋平臺結(jié)構(gòu)振動監(jiān)測的無線傳感實驗研究[J]. 喻言,歐進萍. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2007(02)
[6]煤礦瓦斯監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 王建,王汝琳,王學(xué)民,劉世民. 煤炭工程. 2006(10)
[7]無線傳感網(wǎng)絡(luò)在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測中的應(yīng)用[J]. 葉偉松,袁慎芳. 傳感技術(shù)學(xué)報. 2006(03)
[8]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的自身定位系統(tǒng)和算法[J]. 王福豹,史龍,任豐原. 軟件學(xué)報. 2005(05)
[9]自組織、自適應(yīng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)理論研究[J]. 劉剛,周興社,谷建華,李志剛. 計算機應(yīng)用研究. 2005(05)
[10]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[J]. 朱近康. 中興通訊技術(shù). 2004(S1)
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