面向制造车间监测系统无线传感器网络研究

发布时间：2020-07-18 11:32

【摘要】：目前在制造业生产中,还存在车间多源信息数据采集耗时、车间工作状况监测不准确、制造过程中制造品和制造原料难以精确跟踪、次品出错跟踪等问题。通过以无线传感网络为代表的物联网技术,能够完成制造车间内各种制造资源和车间信息的联系、监测和广泛连接。无线传感网络技术应用于制造车间中还存在很多技术难点,包括传感网络的结构设计、无线传感器网络组网程序设计,制造车间无线路由分簇和路径选择以及能耗等等,具体研究内容如下:分析了制造车间无线网络应用环境需求和监测信息,根据应用需求和数据类型设计无线传感器网络结构,该网络为两层点对多点簇状网络,共有136个无线节点。基于CC1101、80C51/MSP430无操作系统进行网络组网设计,建立无线传感器网络通信规约,并针对多层簇状网络进行软件程序编程和硬件设计,实现制造车间信息监测。分析制造车间无线传感器网络中节点的三维空间部署方案,根据实际簇状网络的应用环境和车间特点,对136个无线节点定位,研究了制造车间无线网络的路由节点选择方法,运用kmeans算法对网络中的无线节点进行聚类分析,找出8个聚类中心,并以此聚类中心为路由节点。分析制造车间无线传感器网络中数据采集方式,针对车间中无线网络传输的实际应用场景,以聚类中心路由节点为前提,运用蚁群算法,并平衡网络能耗和数据传输效率,优化路由数据传输路径,避免网络节点死亡后网络通信中断,以满足制造车间数据信息监测的要求。在以上基础上,以两层簇状网络为基础进行典型应用,分析了制造车间无线传感器网络系统能耗问题,研究了能耗均衡问题,进一步说明了两层簇状网络的无线传感器网络技术在制造车间的可行性。
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB49;TN929.5;TP212.9

【相似文献】