本文關(guān)鍵詞：機械測試多參量無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)計

  更多相關(guān)文章： 機械測試 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 高精度數(shù)據(jù)采集 多參量 高效傳輸

【摘要】：基于有線連接的機械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)存在部署成本高、可維護性差、缺少機動靈活性等缺點,特別是在密封環(huán)境、機械旋轉(zhuǎn)環(huán)境下有線連接方式難以實現(xiàn),國內(nèi)外已開始著手研究基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的機械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測方法。目前能用于機械測試的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點所采集的參量單一,采樣頻率偏低,對于反映機械設(shè)備性能的高頻機械振動信號還難以很好獲取,而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點晶振漂移、任務(wù)沖突導致高頻采集下采樣頻率精度降低的問題更加突出,應(yīng)用環(huán)境中的電磁干擾、節(jié)點電源噪聲、調(diào)理電路紋波等降低了A/D轉(zhuǎn)換幅值精度,多參量高頻采集導致的大量測試數(shù)據(jù)使得節(jié)點數(shù)據(jù)傳輸成為瓶頸。針對以上問題,本文的主要工作如下:機械測試多參量無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點硬件設(shè)計。論文以高性能32位微控制器STM32F103與低功耗無線射頻芯片CC2530搭建雙核心處理器構(gòu)架,搭配24位分辨率的4通道A/D,實現(xiàn)了具備多參量信號輸入的高頻采集,并對數(shù)據(jù)采集的幅值精度和頻率精度影響因素進行分析;針對數(shù)字電路和模擬電路的相互串擾問題,設(shè)計多路電源管理方案,有效降低模擬電源噪聲;針對IEPE傳感器驅(qū)動設(shè)計動態(tài)激勵電壓和自抑制電源噪聲恒流源,實現(xiàn)高精度恒流驅(qū)動的同時動態(tài)調(diào)激勵電壓,降低節(jié)點功耗;設(shè)計通帶平穩(wěn)的低通濾波調(diào)理電路和差分信號轉(zhuǎn)換,提高信號的幅值精度;采用獨立高精度時鐘源驅(qū)動24位A/D采集,減小采樣間隔的抖動和時鐘漂移,提高高頻信號采集的頻率精度。機械測試多參量無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點軟件設(shè)計。論文以大量數(shù)據(jù)高效傳輸為目的,規(guī)范串口通信和無線通信的數(shù)據(jù)格式,提高傳輸效率和可維護性;選擇適用于機械測試大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇貥渚W(wǎng)絡(luò),并實現(xiàn)具有異常處理能力的網(wǎng)絡(luò)自組織;通過采集參數(shù)配置,以大容量Micro SD卡作為數(shù)據(jù)緩存,實現(xiàn)包含配置信息的數(shù)據(jù)采集與存儲;數(shù)據(jù)傳輸時根據(jù)通道參數(shù)配置選擇是否進行抽樣,最大程度提高有效數(shù)據(jù)量,并設(shè)計雙緩沖機制提高傳輸效率,實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的高效傳輸。機械測試多參量無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計。設(shè)計了上位機軟件,實現(xiàn)了集高精度數(shù)據(jù)采集和大量數(shù)據(jù)高效傳輸于一體的機械測試多參量無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),該系統(tǒng)的性能測試和應(yīng)用表明所研發(fā)的機械測試多參量無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的有效性。
【關(guān)鍵詞】：機械測試 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 高精度數(shù)據(jù)采集 多參量 高效傳輸
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.5;TP212.9;TH17
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 課題來源8
• 1.2 課題背景及研究意義8-10
• 1.3 機械測試無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點研究現(xiàn)狀10-11
• 1.4 論文的主要工作和內(nèi)容安排11-14
• 2 多參量無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點高精度數(shù)據(jù)采集硬件設(shè)計14-38
• 2.1 節(jié)點總體設(shè)計14-19
• 2.1.1 雙核心高頻數(shù)據(jù)采集構(gòu)架14-15
• 2.1.2 多參量信號采集15-16
• 2.1.3 數(shù)據(jù)采集精度影響因素16-19
• 2.2 多路電源管理19-23
• 2.2.1 高效率數(shù)字電源20-21
• 2.2.2 低噪聲模擬電源21-22
• 2.2.3 電池電壓監(jiān)測22-23
• 2.3 自抑制電源噪聲IEPE傳感器驅(qū)動23-27
• 2.3.1 動態(tài)激勵電壓23-24
• 2.3.2 自抑制電源噪聲恒流源24-27
• 2.4 多參量信號調(diào)理電路27-31
• 2.4.1 通帶平穩(wěn)的濾波電路設(shè)計27-30
• 2.4.2 信號差分化30-31
• 2.5 高精度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換31-33
• 2.6 多參量無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點采集精度測試33-36
• 2.6.1 噪聲測試34
• 2.6.2 頻率精度測試34-35
• 2.6.3 幅值精度測試35-36
• 2.7 本章小結(jié)36-38
• 3 多參量無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點軟件設(shè)計38-56
• 3.1 通信協(xié)議格式規(guī)范38-42
• 3.1.1 串口通信數(shù)據(jù)格式規(guī)范38-41
• 3.1.2 無線通信數(shù)據(jù)格式規(guī)范41-42
• 3.2 自組織網(wǎng)絡(luò)組建42-45
• 3.2.1 網(wǎng)絡(luò)類型選擇42-44
• 3.2.2 網(wǎng)絡(luò)組建過程及異常處理44-45
• 3.3 節(jié)點多參量數(shù)據(jù)采集過程45-51
• 3.3.1 采集參數(shù)配置46-47
• 3.3.2 同步采集觸發(fā)47-48
• 3.3.3 數(shù)據(jù)采集與存儲時序48-51
• 3.4 多參量數(shù)據(jù)高效傳輸方法51-53
• 3.4.1 低頻信號抽樣51
• 3.4.2 雙緩沖傳輸機制51-53
• 3.5 多參量數(shù)據(jù)傳輸測試53-55
• 3.5.1 雙緩沖數(shù)據(jù)傳輸速率測試53-54
• 3.5.2 低頻信號抽樣數(shù)據(jù)傳輸速率測試54-55
• 3.6 本章小結(jié)55-56
• 4 機械測試多參量無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成56-68
• 4.1 系統(tǒng)構(gòu)架56-59
• 4.2 上位機軟件主要模塊59-62
• 4.2.1 軟件功能設(shè)計59-60
• 4.2.2 網(wǎng)絡(luò)設(shè)置功能模塊60-61
• 4.2.3 采集設(shè)置功能模塊61-62
• 4.3 實驗與驗證62-67
• 4.3.1 機械參量采集對比實驗62-65
• 4.3.2 實際應(yīng)用實驗65-67
• 4.4 本章小結(jié)67-68
• 5 總結(jié)與展望68-70
• 5.1 本文工作總結(jié)及主要創(chuàng)新點68
• 5.2 后續(xù)研究展望68-70
• 致謝70-72
• 參考文獻72-76
• 附錄76
• A．作者在攻讀學位期間發(fā)表的論文76
• B．作者在攻讀學位期間參與的科研項目76

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 ;內(nèi)蒙航天動力機械測試所[J];計算機測量與控制;2010年07期

2 陳慶斌;秦樹人;;灰色預(yù)測法在機械測試中的應(yīng)用[J];中國測試技術(shù);2007年05期

3 別鋒鋒;王金東;呂鳳霞;賈光政;崔曉華;;基于CDIO的機械測試技術(shù)基礎(chǔ)教學模式探索[J];科技與企業(yè);2012年22期

4 徐宙;張琦;朱春生;丁劍;;基于AHP和TOPSIS的工程機械測試方案選擇方法研究[J];中國制造業(yè)信息化;2012年01期

5 劉勇;陳曉暉;殷晴;賀燕;劉增啟;;三維坐標變換在航天器機械測試中的應(yīng)用[J];紅外與激光工程;2008年S1期

6 ;[J];;年期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉勇;陳曉暉;殷晴;賀燕;劉增啟;;三維坐標變換在航天器機械測試中的應(yīng)用[A];高精度幾何量光電測量與校準技術(shù)研討會論文集[C];2008年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 曾貴偉;機械測試多參量無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)計[D];重慶大學;2016年

，

本文編號：613850