【摘要】：針對目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)性能偏低不能滿足機械振動信號高精度同步采集需求的問題,提出了一種基于跨層設(shè)計的同步采集方法(SACD)。研究基于雙核心設(shè)計的采集節(jié)點,提高任務(wù)調(diào)度實時性,降低采樣間隔的抖動;實現(xiàn)幀起始定界符(SFD)的硬件跨層通信,避免命令傳輸過程中協(xié)議棧層與層、節(jié)點模塊與模塊之間的隨機延時誤差,提高時鐘同步和同步觸發(fā)精度;研究晶振頻率偏移動態(tài)補償方法,降低因采樣間隔不相同導致的同步采集累積誤差。實驗結(jié)果表明,節(jié)點間最大同步觸發(fā)誤差的均值為1.107 2μs,最大值為1.28μs,連續(xù)采集10 s時的最大同步累積誤差為7.54μs,能有效地提高機械振動無線傳感網(wǎng)絡(luò)同步采集精度。
[Abstract]:Aiming at the problem that the performance of wireless sensor network is low enough to meet the requirement of high precision synchronous acquisition of mechanical vibration signal, a synchronous acquisition method (SACD). Based on cross-layer design is proposed. In order to improve the real-time performance of task scheduling and reduce the jitter of sampling interval, the acquisition node based on dual-core design is studied. The hardware cross-layer communication of frame start delimiter (SFD) is realized, and the protocol stack layer and layer are avoided in the process of command transmission. The random delay error between the node module and the module improves the precision of clock synchronization and synchronous trigger. The dynamic compensation method of crystal oscillator frequency offset is studied to reduce the cumulative error of synchronous acquisition caused by the different sampling interval. The experimental results show that the mean value of maximum synchronization trigger error between nodes is 1.107 渭 s and the maximum synchronous cumulative error is 7.54 渭 s after 10 seconds of continuous acquisition, which can effectively improve the synchronization acquisition accuracy of mechanical vibration wireless sensor network.
【作者單位】： 重慶大學機械傳動國家重點實驗室;河南工業(yè)大學機電工程學院;
【基金】：國家自然科學基金(51375514,5125546) 高等學校博士學科點專項科研基金(2013019113001)資助項目
【分類號】：TP212.9;TN929.5

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 戴瑩;王建平;張崇巍;;基于城市配電網(wǎng)的無線自組傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)研究[J];電子測量與儀器學報;2012年10期

2 朱飛飛;沈慶宏;陳策;吉林;;無線傳感網(wǎng)橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)的時間同步設(shè)計[J];電子測量技術(shù);2013年01期

3 汪付強;曾鵬;于海斌;;一種低開銷的雙向時間同步算法[J];儀器儀表學報;2011年06期

4 湯寶平;賀超;曹小佳;;面向機械振動監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[J];振動.測試與診斷;2010年04期

5 鄒志強;王悅;沙超;胡存琛;張飛;;無線傳感器水下監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)稀疏采樣和近似重構(gòu)[J];儀器儀表學報;2012年12期

6 何杰;曹一家;黃小慶;張志丹;楊漾;;基于GSO的無線傳感監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)部署優(yōu)化研究[J];儀器儀表學報;2013年11期

【共引文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 曾煉成;;低功耗單跳無線網(wǎng)絡(luò)實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計[J];電子測量技術(shù);2012年04期

2 徐頂鑫;易衛(wèi)東;陳永銳;孫昊;;一種用于無線傳感網(wǎng)的低能耗高精度時間同步方法[J];電子測量技術(shù);2012年06期

3 王義君;錢志鴻;王桂琴;張旭;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量有效時間同步算法研究[J];電子與信息學報;2012年09期

4 朱飛飛;沈慶宏;陳策;吉林;;無線傳感網(wǎng)橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)的時間同步設(shè)計[J];電子測量技術(shù);2013年01期

5 王鶴;;基于網(wǎng)絡(luò)效用與壽命的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)跨層優(yōu)化[J];電子世界;2013年09期

6 季賽;黃麗萍;孫亞杰;;面向無線傳感結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的壓縮感知方法研究[J];傳感技術(shù)學報;2013年12期

7 楊東;李燈熬;趙菊敏;安文秀;;分簇型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時間同步機制的研究[J];電視技術(shù);2014年03期

8 蔣新花;丁德寶;沈慶宏;;應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的低噪聲振動測量系統(tǒng)實現(xiàn)[J];電子測量技術(shù);2014年02期

9 危炎廣;王浩星;陳晰;王平;;基于WIA-PA協(xié)議的時間同步算法的研究與實現(xiàn)[J];重慶郵電大學學報(自然科學版);2014年02期

10 鄒金成;胥義;王健;朱軼峰;王海山;;基于WSN的多溫共配冷鏈信息監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)[J];電子測量與儀器學報;2014年05期

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 祝啟龍;基于數(shù)據(jù)融合的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)能算法研究[D];哈爾濱工程大學;2011年

2 劉德超;基于沖突檢測的分簇時間同步TPSN算法研究[D];鄭州大學;2012年

3 王仁鈺;基于簇的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時間同步算法研究[D];中南大學;2012年

4 蔡巍巍;機械振動監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點研究[D];重慶大學;2012年

5 樊宇;基于復雜網(wǎng)絡(luò)理論的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)同步技術(shù)研究[D];重慶大學;2013年

6 趙偉;粒子濾波在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)目標跟蹤中的應(yīng)用[D];太原理工大學;2013年

7 王玉秀;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)層次時間同步算法研究[D];重慶大學;2013年

8 裴勇;面向機械振動同步采集的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧設(shè)計[D];重慶大學;2013年

9 楊帆;發(fā)布/訂閱模式下信息倉庫聯(lián)邦數(shù)據(jù)同步機制的研究[D];哈爾濱工程大學;2013年

10 董月;轉(zhuǎn)爐除塵風機無線振動在線監(jiān)測系統(tǒng)[D];浙江大學;2014年

【二級參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 孫雨耕,張靜,孫永進,房朝暉;無線自組傳感器網(wǎng)絡(luò)[J];傳感技術(shù)學報;2004年02期

2 李羅;楊永明;徐志;文軍;劉金強;;對大型發(fā)電機在線監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時間同步設(shè)計[J];傳感技術(shù)學報;2009年12期

3 吳寶明;李聲飛;;基于最優(yōu)線性擬合的WSN時間同步算法研究[J];傳感技術(shù)學報;2010年12期

4 黃緒勇;劉沛;苗世洪;吳昕;;無線傳感自組網(wǎng)在電力監(jiān)控中的應(yīng)用動態(tài)[J];電力系統(tǒng)自動化;2007年07期

5 苗世洪;諶小莉;黃緒勇;劉沛;;無線自組傳感器網(wǎng)絡(luò)在變電站自動化中的應(yīng)用[J];電網(wǎng)技術(shù);2007年S2期

6 徐春紅;吉林;沈慶宏;張巍;B.F.Spencer;;基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)[J];電子測量技術(shù);2008年11期

7 黃峰一;吉小軍;陳樂生;;一種基于地址劃分的無線傳感網(wǎng)絡(luò)高能效協(xié)議[J];電子測量技術(shù);2010年03期

8 周立君;劉宇;;基于RSSI的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位技術(shù)研究[J];電子測量技術(shù);2010年08期

9 徐世武;王平;黃f^;施文灶;何花;;基于ZigBee節(jié)點的自組織網(wǎng)絡(luò)設(shè)計[J];電子測量技術(shù);2010年10期

10 夏娜;徐普君;唐媚;錢浩偉;;WSNs中協(xié)同簇數(shù)據(jù)匯聚機制研究[J];電子測量與儀器學報;2010年04期

相關(guān)碩士學位論文 前2條

1 梁洪;配電網(wǎng)拓撲分析方法研究[D];電子科技大學;2008年

2 侯健生;電力系統(tǒng)通訊自動化設(shè)備及拓撲管理[D];華北電力大學（北京）;2008年

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李維斌;陳燎原;羅萃文;趙麗;;基于虛擬儀器的HL-2A真空室數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J];電子測量技術(shù);2008年05期

2 周正茂;;高速列車軌道梁建設(shè)中的檢測技術(shù)[J];微計算機信息;2009年14期

3 喬鐵柱;郝亮亮;;基于labview鋼繩芯膠帶檢測系統(tǒng)設(shè)計[J];太原理工大學學報;2009年06期

4 李晉川;陳國平;鄒遠文;黃學進;;64通道高速振動數(shù)據(jù)同步采集系統(tǒng)的設(shè)計[J];巖土力學;2009年S1期

5 王寧;梁志瑞;趙飛;;基于PC104和DSP的交流電量同步采集系統(tǒng)[J];電力自動化設(shè)備;2009年11期

6 戴亞文;李小強;邱航;;結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測無線傳感網(wǎng)絡(luò)同步采集研究[J];無線電工程;2010年09期

7 劉廣飛;周文暉;戴國駿;;基于FPGA的雙目視覺同步采集系統(tǒng)[J];杭州電子科技大學學報;2011年03期

8 李燕,文代剛,肖芳雄;多路混合信號同步采集系統(tǒng)[J];渝州大學學報(自然科學版);2000年04期

9 尤婷;李培江;;基于DSP的光柵傳感器信號同步采集與細分處理[J];機電工程;2006年07期

10 譚淵;楊勇;孫江平;袁乃昌;;毫米波攝相機的多通道精確同步信號采集系統(tǒng)設(shè)計[J];國外電子元器件;2007年11期

相關(guān)會議論文 前10條

1 呂培森;倪晉平;馬時亮;;圖像數(shù)據(jù)異地采集同步電路設(shè)計[A];2011西部光子學學術(shù)會議論文摘要集[C];2011年

2 李萍;劉國忠;;基于USB的12導聯(lián)同步心電采集系統(tǒng)[A];第二屆全國信息獲取與處理學術(shù)會議論文集[C];2004年

3 譚淵;袁雪林;楊勇;孫江平;袁乃昌;;基于LabVIEW的毫米波成像同步信號采集系統(tǒng)設(shè)計[A];2007年全國微波毫米波會議論文集（下冊）[C];2007年

4 武杰;吳小蕻;郁專;謝明璞;王兵;孔陽;;長距離數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)的同步問題研究[A];第13屆全國計算機、網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)代科學技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用學術(shù)會議論文集[C];2007年

5 李潮;張柏林;;多通道高速信號的同步采集和處理[A];中國工程物理研究院科技年報(2008年版)[C];2009年

6 董秀珍;臧益民;楊國勝;朱妙章;;心臟電機械信息的檢測及其智能化[A];全國第五屆心功能、第二屆心臟學學術(shù)會議論文集[C];1996年

7 龔銘新;郭俊人;;TJH-150圖像處理與多機同步裝置的應(yīng)用研究[A];第七屆全國體育科學大會論文摘要匯編（二）[C];2004年

8 劉鐵英;;綜合分析三導同步常規(guī)心電圖新方法與實現(xiàn)微機化[A];中國保健醫(yī)學研究會心臟學學會全國第一屆心臟學學術(shù)會議論文匯編[C];1995年

9 吳立群;;三維心電向量的初步研究[A];中華醫(yī)學會心電生理和起搏分會第八次全國學術(shù)年會論文集[C];2008年

10 郝磊;沈松;應(yīng)軍;譚靜;孫國良;;網(wǎng)絡(luò)分布式同步采集儀軟件設(shè)計[A];第二十一屆全國振動與噪聲高技術(shù)及應(yīng)用學術(shù)會議論文集[C];2008年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 劉強;特種設(shè)備安全監(jiān)察再添“千里眼”[N];中國質(zhì)量報;2007年

2 鮑杰 楊習英;保加利亞完成世界首例多器官同步采集移植手術(shù)[N];醫(yī)藥經(jīng)濟報;2006年

3 游龍網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)科技有限公司總裁兼首席執(zhí)行官 張澤軍;游龍網(wǎng)管服務(wù)MISK平臺[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2006年

4 陳惠玲;地球物理勘探有效深度達近萬米[N];廣東科技報;2008年

5 本報記者 鄭成桑 翁鍵;讓權(quán)力在陽光下運行[N];中國紀檢監(jiān)察報;2009年

6 王立群;國產(chǎn)專業(yè)軟件如何破繭[N];中國計算機報;2005年

7 實習記者 李凌翌 記者 康慶;環(huán)保監(jiān)測點亮出“身份證”[N];成都日報;2006年

8 徐向福;環(huán)保舉證也需“千里眼”[N];中國計算機報;2006年

9 李興華;讓“兩新”領(lǐng)域黨員有溫暖的“家”[N];深圳特區(qū)報;2006年

10 宿組;宿豫構(gòu)建流動黨員信息采集“互聯(lián)網(wǎng)”[N];江蘇科技報;2008年

相關(guān)博士學位論文 前9條

1 邢浩江;電網(wǎng)同步采集相位精度影響因素的權(quán)重分布與補償研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年

2 高瑩;基于多信息融合的激光與脈沖MIG電弧作用機理研究[D];天津大學;2010年

3 李芳;GMAW-P數(shù)字電源設(shè)計及熔滴過渡特征信號提取與建模研究[D];上海交通大學;2008年

4 王超;先進電力錄波系統(tǒng)信息處理與數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年

5 呂富勇;基于精簡串行總線的小型模塊化測試系統(tǒng)研究[D];南京理工大學;2010年

6 黃佑勇;基于高階累積量的陣列信號多參數(shù)估計技術(shù)[D];電子科技大學;2001年

7 姜廣文;像機鏈位姿傳遞攝像測量方法及船體變形測量研究[D];國防科學技術(shù)大學;2010年

8 陳慶梅;細胞網(wǎng)絡(luò)和組織傳感器及其在嗅覺時空信號分析中的應(yīng)用研究[D];浙江大學;2011年

9 朱凡;大鼠壓桿實驗系統(tǒng)設(shè)計及運動皮層神經(jīng)解碼研究[D];浙江大學;2012年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 李攀;陣列信號同步采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];華中科技大學;2013年

2 黃民樂;電網(wǎng)數(shù)據(jù)低噪聲同步采集系統(tǒng)的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年

3 王應(yīng)德;同步采集卡的設(shè)計及其在電能表校驗中的應(yīng)用[D];湖南大學;2011年

4 周宏健;大功率整流部件損耗監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步采集與通信設(shè)計[D];湖南大學;2012年

5 余東平;高速多道同步采集系統(tǒng)的設(shè)計與研究[D];成都理工大學;2012年

6 徐紅艷;基于以太網(wǎng)的實時數(shù)據(jù)同步采集系統(tǒng)[D];西安理工大學;2010年

7 郭琛;眼動和腦電同步采集和分析的研究與應(yīng)用[D];清華大學;2012年

8 裴勇;面向機械振動同步采集的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧設(shè)計[D];重慶大學;2013年

9 方浩;心電信號與氣象因子同步采集系統(tǒng)的實現(xiàn)[D];中南民族大學;2010年

10 孔令杰;脈搏圖像與心電信號多信息同步采集及其應(yīng)用研究[D];蘭州理工大學;2011年

，

本文編號：2178148