機械振動無線傳感器網絡監(jiān)測模式和網絡傳輸協(xié)議研究
發(fā)布時間:2021-04-26 06:28
隨著機械設備的精密程度、復雜程度及自動化程度越來越高,機械裝備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術越來越受到重視。而機械振動是機械設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)應用廣泛,但是這類系統(tǒng)具有布線復雜、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、旋轉部件的振動監(jiān)測。近十年來,無線傳感器網絡技術就經歷了從最初概念的提出到目前各類應用的蓬勃創(chuàng)新,無線傳感器網絡新穎的思路和高速發(fā)展的各項技術為其在機械振動監(jiān)測領域中應用提供了基礎條件。本文研究基于無線傳感器網絡的機械振動監(jiān)測應用技術,根據機械振動監(jiān)測應用的要求,設計實現(xiàn)網絡傳輸協(xié)議,對于實現(xiàn)機械振動無線傳感器網絡監(jiān)測模式和應用系統(tǒng)有重要的意義。在分析了無線傳感器網絡在機械振動監(jiān)測應用中所需要解決關鍵技術的基礎上,以機械振動監(jiān)測應用所需要解決的振動數(shù)據高速采集和高速可靠傳輸為根本的技術需求,改進數(shù)據采集方式、網絡的傳輸模式、拓撲結構控制和可靠重傳機制等多項技術,初步形成了機械振動無線傳感器網絡監(jiān)測模式。以無線傳感器網絡的數(shù)據傳輸技術作為切入點,提出了以多數(shù)...
【文章來源】:重慶大學重慶市 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 無線傳感器網絡技術概況和研究現(xiàn)狀
1.3.1 無線傳感器網絡的概念
1.3.2 無線傳感器網絡的技術特征
1.3.3 無線傳感器網絡應用技術研究現(xiàn)狀
1.3.4 無線傳感器網絡在機械振動監(jiān)測領域的應用和發(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 本文的主要研究內容和創(chuàng)新之處
2 機械振動無線傳感器網絡監(jiān)測模式設計
2.1 無線傳感器網絡在機械振動監(jiān)測中的關鍵問題
2.2 傳感器節(jié)點的部署形式和信號采集模式
2.2.1 無線傳感器網絡的節(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)據傳輸模式
2.4 網絡的自組織模式
2.4.1 基于Mesh 的平面組網模式
2.4.2 分簇的組網模式
2.4.3 混合組網模式
2.5 數(shù)據處理模式
2.5.1 節(jié)點端的分布式數(shù)據處理
2.5.2 網內數(shù)據融合
2.5.3 終端的數(shù)據處理
2.6 本章小結
3 面向機械振動監(jiān)測的WSN 網絡傳輸協(xié)議的研究
3.1 無線傳感器網絡體系結構
3.1.1 傳感器節(jié)點的結構
3.1.2 無線傳感器網絡的系統(tǒng)架構
3.1.3 無線傳感器網絡通信協(xié)議
3.1.4 機械振動無線傳感器監(jiān)測系統(tǒng)的網絡技術特征
3.2 多數(shù)據匯集點網絡拓撲結構
3.2.1 網絡拓撲結構優(yōu)化設計
3.2.2 網絡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
4 機械振動無線傳感器網絡監(jiān)測系統(tǒng)設計與實現(xiàn)
4.1 系統(tǒng)流程與架構
4.1.1 監(jiān)測區(qū)數(shù)據采集環(huán)節(jié)設計
4.1.2 無線網絡傳輸機制設計
4.2 傳感器節(jié)點程序設計與實現(xiàn)
4.2.1 數(shù)據采集程序實現(xiàn)
4.2.2 數(shù)據包格式設計
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)據終端程序設計
4.3.1 串口服務程序設計
4.3.2 用戶接口程序設計
4.3.3 數(shù)據管理程序設計
4.3.4 網絡監(jiān)控程序設計
4.4 實驗結果與分析
4.4.1 數(shù)據采集測試
4.4.2 網絡性能測試
4.5 本章小結
5 總結與展望
5.1 本課題主要研究內容及結論
5.2 后續(xù)研究工作和展望
致謝
參考文獻
附錄
A. 作者在攻讀學位期間發(fā)表的論文目錄
B. 作者在攻讀學位期間參加的科研目錄
【參考文獻】:
期刊論文
[1]無線傳感器網絡鏈路通信質量測量研究[J]. 孫佩剛,趙海,羅玎玎,張希元,朱劍. 通信學報. 2007(10)
[2]無線傳感器網絡能量收集技術分析[J]. 杜冬梅,何青,張志. 微納電子技術. 2007(Z1)
[3]無線傳感器網絡性能監(jiān)測技術與系統(tǒng)研究[J]. 馬峻巖,周興社,劉琴,李志剛. 計算機應用研究. 2007(08)
[4]一種用于設備監(jiān)測的高效無線傳感器網絡多跳同步時分協(xié)議[J]. 樊勇,徐金梧,楊德斌,王沁. 北京科技大學學報. 2007(07)
[5]海洋平臺結構振動監(jiān)測的無線傳感實驗研究[J]. 喻言,歐進萍. 哈爾濱工業(yè)大學學報. 2007(02)
[6]煤礦瓦斯監(jiān)測無線傳感器網絡系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J]. 王建,王汝琳,王學民,劉世民. 煤炭工程. 2006(10)
[7]無線傳感網絡在結構健康監(jiān)測中的應用[J]. 葉偉松,袁慎芳. 傳感技術學報. 2006(03)
[8]無線傳感器網絡中的自身定位系統(tǒng)和算法[J]. 王福豹,史龍,任豐原. 軟件學報. 2005(05)
[9]自組織、自適應無線傳感器網絡理論研究[J]. 劉剛,周興社,谷建華,李志剛. 計算機應用研究. 2005(05)
[10]無線傳感器網絡技術[J]. 朱近康. 中興通訊技術. 2004(S1)
本文編號:3160915
【文章來源】:重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學位級別】:碩士
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摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 引言
1.2 課題來源
1.3 無線傳感器網絡技術概況和研究現(xiàn)狀
1.3.1 無線傳感器網絡的概念
1.3.2 無線傳感器網絡的技術特征
1.3.3 無線傳感器網絡應用技術研究現(xiàn)狀
1.3.4 無線傳感器網絡在機械振動監(jiān)測領域的應用和發(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 本文的主要研究內容和創(chuàng)新之處
2 機械振動無線傳感器網絡監(jiān)測模式設計
2.1 無線傳感器網絡在機械振動監(jiān)測中的關鍵問題
2.2 傳感器節(jié)點的部署形式和信號采集模式
2.2.1 無線傳感器網絡的節(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)據傳輸模式
2.4 網絡的自組織模式
2.4.1 基于Mesh 的平面組網模式
2.4.2 分簇的組網模式
2.4.3 混合組網模式
2.5 數(shù)據處理模式
2.5.1 節(jié)點端的分布式數(shù)據處理
2.5.2 網內數(shù)據融合
2.5.3 終端的數(shù)據處理
2.6 本章小結
3 面向機械振動監(jiān)測的WSN 網絡傳輸協(xié)議的研究
3.1 無線傳感器網絡體系結構
3.1.1 傳感器節(jié)點的結構
3.1.2 無線傳感器網絡的系統(tǒng)架構
3.1.3 無線傳感器網絡通信協(xié)議
3.1.4 機械振動無線傳感器監(jiān)測系統(tǒng)的網絡技術特征
3.2 多數(shù)據匯集點網絡拓撲結構
3.2.1 網絡拓撲結構優(yōu)化設計
3.2.2 網絡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
4 機械振動無線傳感器網絡監(jiān)測系統(tǒng)設計與實現(xiàn)
4.1 系統(tǒng)流程與架構
4.1.1 監(jiān)測區(qū)數(shù)據采集環(huán)節(jié)設計
4.1.2 無線網絡傳輸機制設計
4.2 傳感器節(jié)點程序設計與實現(xiàn)
4.2.1 數(shù)據采集程序實現(xiàn)
4.2.2 數(shù)據包格式設計
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)據終端程序設計
4.3.1 串口服務程序設計
4.3.2 用戶接口程序設計
4.3.3 數(shù)據管理程序設計
4.3.4 網絡監(jiān)控程序設計
4.4 實驗結果與分析
4.4.1 數(shù)據采集測試
4.4.2 網絡性能測試
4.5 本章小結
5 總結與展望
5.1 本課題主要研究內容及結論
5.2 后續(xù)研究工作和展望
致謝
參考文獻
附錄
A. 作者在攻讀學位期間發(fā)表的論文目錄
B. 作者在攻讀學位期間參加的科研目錄
【參考文獻】:
期刊論文
[1]無線傳感器網絡鏈路通信質量測量研究[J]. 孫佩剛,趙海,羅玎玎,張希元,朱劍. 通信學報. 2007(10)
[2]無線傳感器網絡能量收集技術分析[J]. 杜冬梅,何青,張志. 微納電子技術. 2007(Z1)
[3]無線傳感器網絡性能監(jiān)測技術與系統(tǒng)研究[J]. 馬峻巖,周興社,劉琴,李志剛. 計算機應用研究. 2007(08)
[4]一種用于設備監(jiān)測的高效無線傳感器網絡多跳同步時分協(xié)議[J]. 樊勇,徐金梧,楊德斌,王沁. 北京科技大學學報. 2007(07)
[5]海洋平臺結構振動監(jiān)測的無線傳感實驗研究[J]. 喻言,歐進萍. 哈爾濱工業(yè)大學學報. 2007(02)
[6]煤礦瓦斯監(jiān)測無線傳感器網絡系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J]. 王建,王汝琳,王學民,劉世民. 煤炭工程. 2006(10)
[7]無線傳感網絡在結構健康監(jiān)測中的應用[J]. 葉偉松,袁慎芳. 傳感技術學報. 2006(03)
[8]無線傳感器網絡中的自身定位系統(tǒng)和算法[J]. 王福豹,史龍,任豐原. 軟件學報. 2005(05)
[9]自組織、自適應無線傳感器網絡理論研究[J]. 劉剛,周興社,谷建華,李志剛. 計算機應用研究. 2005(05)
[10]無線傳感器網絡技術[J]. 朱近康. 中興通訊技術. 2004(S1)
本文編號:3160915
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