【摘要】：機械設備是工業(yè)制造中重要的生產(chǎn)工具,其故障診斷的主要依據(jù)是振動參數(shù),機械設備振動是一種多方向、寬頻帶的復雜振動。無線傳感器網(wǎng)絡由監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的微型廉價節(jié)點組成,能夠實時監(jiān)測、采集和處理網(wǎng)絡分布區(qū)域內(nèi)的各種監(jiān)測對象的信息。相對于機械設備狀態(tài)的有線監(jiān)測方式,采用無線傳感器網(wǎng)絡監(jiān)測機械設備狀態(tài)具有顯著的優(yōu)勢和廣闊的前景。針對機械振動采集的特點,本文設計了具有三軸同步采集、高頻采樣、大容量存儲、可靠數(shù)據(jù)傳輸、片上數(shù)據(jù)處理性能的無線傳感器網(wǎng)絡三軸高速振動監(jiān)測節(jié)點,主要工作如下:節(jié)點采用低功耗的MSP430和CC2530搭建雙處理器結構,提高了片上數(shù)據(jù)運算處理能力,有利于硬件的維護和更新;采用高性能低功耗的ADXL001加速度傳感器代替?zhèn)鹘y(tǒng)壓電加速度傳感器,解決了加速度傳感器信號調(diào)理復雜、體積大和功耗大的問題;通過三維正交的方式將單軸傳感器組建為三軸加速度傳感器,實現(xiàn)了無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的三軸高速同步采樣;采用獨立的16位模數(shù)轉換器提高數(shù)據(jù)分辨率和采樣精度;采用SD卡擴展節(jié)點的存儲空間緩存大量采樣數(shù)據(jù)。在硬件的基礎上,對節(jié)點的雙處理器分別嵌入實時操作系統(tǒng)和Zigbee協(xié)議棧,方便任務的管理和調(diào)度,縮短程序的開發(fā)周期并提高其可移植性。設計了相應的軟件程序,在節(jié)點上嵌入文件系統(tǒng),方便數(shù)據(jù)的管理和查看。本文主要針對無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的三軸高速同步采樣、高精度數(shù)據(jù)采集、大容量數(shù)據(jù)存儲等問題進行研究,研究設計了無線傳感器網(wǎng)絡三軸高速振動監(jiān)測節(jié)點,通過實驗對其性能進行了測試。最后總結了無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點設計的主要工作和問題,對未來的研究方向進行了展望。
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.9;TN929.5;TH17

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