發(fā)布時間：2017-07-17 13:12

  本文關(guān)鍵詞：無線應(yīng)變傳感器檢測分系統(tǒng)協(xié)調(diào)器的研究與實現(xiàn)

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【摘要】：隨著現(xiàn)代航空航天技術(shù)的發(fā)展,飛機制造技術(shù)得到突飛猛進的發(fā)展。對飛機機身機械強度的檢測是飛機制造過程中必不可少的環(huán)節(jié)。目前的飛機強度檢測仍然采用模擬信號遠傳的測試方法。雖然這種方法安全可靠,但是也存在現(xiàn)場布局布線復(fù)雜等缺點。本論文為保證傳統(tǒng)測試網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢,彌補其不足,引進了智能化無線傳感網(wǎng)絡(luò),并研究了應(yīng)用該技術(shù)的關(guān)鍵問題和實現(xiàn)方法。主要研究工作包括以下幾個方面:1.論證ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在飛機強度測試中的可行性。2.在對ZigBee協(xié)議深入研究的基礎(chǔ)上,提出了“多信道星簇網(wǎng)絡(luò)”的組網(wǎng)方式,提高了ZigBee網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)帶寬。3.分析無線傳感網(wǎng)絡(luò)中典型的時鐘同步算法,并在IEEE1588精密時鐘同步協(xié)議的基礎(chǔ)上提出了更適合本文無線應(yīng)變傳感器檢測系統(tǒng)時鐘同步算法。4.設(shè)計協(xié)調(diào)器的硬件和軟件,實現(xiàn)協(xié)調(diào)器的組網(wǎng)、時鐘同步、無線數(shù)據(jù)接收和以太網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送等功能。5.搭建測試環(huán)境,組建ZigBee網(wǎng)絡(luò),對協(xié)調(diào)器的時鐘同步算法和以太網(wǎng)傳輸?shù)裙δ苓M行測試。在本論文中,協(xié)調(diào)器的主控芯片采用TI公司的低功耗微處理器MSP430F2618,CC2520作為ZigBee收發(fā)芯片,GPS作為協(xié)調(diào)器的授時模塊,以太網(wǎng)作為數(shù)據(jù)上行通道,軟件編寫基于Z-stack ZigBee協(xié)議棧。協(xié)調(diào)器硬件電路工作穩(wěn)定,軟件設(shè)計功能完整。綜上所述,本論文通過關(guān)鍵技術(shù)研究、網(wǎng)絡(luò)拓撲設(shè)計、協(xié)調(diào)器軟硬件設(shè)計和實現(xiàn)、系統(tǒng)測試和結(jié)果分析,證明了ZigBee無線應(yīng)變傳感器檢測系統(tǒng)在飛機強度檢測中的可行性,對飛機強度測試的無線網(wǎng)絡(luò)化有較強的實際意義和參考價值。
【關(guān)鍵詞】：嵌入式系統(tǒng) 無線傳感網(wǎng)絡(luò) ZigBee IEEE1588精密時鐘同步協(xié)議 uIP
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V262.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號對照表11-12
• 縮略語對照表12-16
• 第一章 緒論16-22
• 1.1 選題背景16-18
• 1.2 無線傳感網(wǎng)絡(luò)概述18-19
• 1.3 無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的發(fā)展現(xiàn)狀19-20
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀分析19
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀分析19-20
• 1.4 本文研究的價值20
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容20-22
• 第二章 ZigBee協(xié)議及網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)22-32
• 2.1 無線通信技術(shù)比較22-23
• 2.2 ZigBee技術(shù)簡介及優(yōu)勢分析23-27
• 2.2.1 ZigBee協(xié)議簡介23-24
• 2.2.2 Zigbee協(xié)議體系構(gòu)架24-25
• 2.2.3 ZigBee協(xié)議基本概念25-27
• 2.2.4 ZigBee與本文相關(guān)的技術(shù)優(yōu)勢27
• 2.3 網(wǎng)絡(luò)拓撲的研究與實現(xiàn)27-30
• 2.3.1 多信道星簇網(wǎng)絡(luò)拓撲研究與設(shè)計28-29
• 2.3.2 協(xié)調(diào)器整體運行流程29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-32
• 第三章 協(xié)調(diào)器時鐘同步算法的研究與改進32-40
• 3.1 無線傳感網(wǎng)絡(luò)時鐘同步技術(shù)研究32-36
• 3.1.1 時鐘同步的必要性32
• 3.1.2 時鐘偏差的產(chǎn)生32-33
• 3.1.3 無線傳感網(wǎng)絡(luò)典型同步算法研究與分析33-36
• 3.2 IEEE1588協(xié)議應(yīng)用于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的研究及改進36-39
• 3.2.1 IEEE1588時鐘同步協(xié)議協(xié)議的研究36-37
• 3.2.2 基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的IEEE1588時鐘同步協(xié)議算法改進37-39
• 3.3 本章小結(jié)39-40
• 第四章 協(xié)調(diào)器硬件設(shè)計與實現(xiàn)40-48
• 4.1 協(xié)調(diào)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計40-41
• 4.2 協(xié)調(diào)器主控制器最小系統(tǒng)41
• 4.3 系統(tǒng)電源設(shè)計41-42
• 4.4 ZigBee收發(fā)電路設(shè)計42-44
• 4.5 以太網(wǎng)傳輸電路設(shè)計44-46
• 4.6 GPS授時電路設(shè)計46
• 4.7 本章小結(jié)46-48
• 第五章 協(xié)調(diào)器軟件系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)48-70
• 5.1 協(xié)調(diào)器的網(wǎng)絡(luò)建立和數(shù)據(jù)傳輸48-56
• 5.1.1 Z-stack協(xié)議棧分析與研究48-50
• 5.1.2 協(xié)調(diào)器的網(wǎng)絡(luò)建立50-52
• 5.1.3 協(xié)調(diào)器與路由器間的消息傳輸52-56
• 5.2 uIP協(xié)議棧在Z-stack上的移植的研究與實現(xiàn)56-61
• 5.2.1 uIP底層驅(qū)動程序設(shè)計57-59
• 5.2.2 uIP移植和客戶端建立59-61
• 5.3 時鐘同步算法實現(xiàn)61-66
• 5.3.1 本地時鐘的建立和校準61-65
• 5.3.2 時間戳的獲取和發(fā)送65-66
• 5.4 協(xié)調(diào)器采集數(shù)據(jù)接收及以太網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送66-69
• 5.4.1 ZigBee無線數(shù)據(jù)傳輸形式66-67
• 5.4.2 ZigBee無線采集數(shù)據(jù)接收67-69
• 5.4.3 以太網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送69
• 5.5 本章小結(jié)69-70
• 第六章 系統(tǒng)測試70-76
• 6.1 無線通信距離測試70-71
• 6.2 網(wǎng)絡(luò)連通性測試71-72
• 6.3 時鐘同步測試72-73
• 6.4 整體調(diào)試73-75
• 6.5 本章小結(jié)75-76
• 第七章 總結(jié)與展望76-78
• 7.1 工作總結(jié)76
• 7.2 對未來的展望76-78
• 參考文獻78-80
• 致謝80-82
• 作者簡介82-83

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本文編號：553741