机械振动无线传感器网络监测模式和网络传输协议研究

发布时间：2021-04-26 06:28

　　随着机械设备的精密程度、复杂程度及自动化程度越来越高,机械装备状态监测和故障诊断技术越来越受到重视。而机械振动是机械设备运行中的一个重要的特征参数,因此,机械振动监测是机械设备状态监测和故障诊断的重要手段。目前,基于有线连接的机械振动监测系统应用广泛,但是这类系统具有布线复杂、部署成本较高、可维护性和扩展性差等缺点,而且难于实现移动、旋转部件的振动监测。近十年来,无线传感器网络技术就经历了从最初概念的提出到目前各类应用的蓬勃创新,无线传感器网络新颖的思路和高速发展的各项技术为其在机械振动监测领域中应用提供了基础条件。本文研究基于无线传感器网络的机械振动监测应用技术,根据机械振动监测应用的要求,设计实现网络传输协议,对于实现机械振动无线传感器网络监测模式和应用系统有重要的意义。在分析了无线传感器网络在机械振动监测应用中所需要解决关键技术的基础上,以机械振动监测应用所需要解决的振动数据高速采集和高速可靠传输为根本的技术需求,改进数据采集方式、网络的传输模式、拓扑结构控制和可靠重传机制等多项技术,初步形成了机械振动无线传感器网络监测模式。以无线传感器网络的数据传输技术作为切入点,提出了以多数... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 课题来源
    1.3 无线传感器网络技术概况和研究现状
        1.3.1 无线传感器网络的概念
        1.3.2 无线传感器网络的技术特征
        1.3.3 无线传感器网络应用技术研究现状
        1.3.4 无线传感器网络在机械振动监测领域的应用和发展
    1.4 课题研究的目的和意义
        1.4.1 课题研究的目的
        1.4.2 课题研究的意义
    1.5 本文的主要研究内容和创新之处
2 机械振动无线传感器网络监测模式设计
    2.1 无线传感器网络在机械振动监测中的关键问题
    2.2 传感器节点的部署形式和信号采集模式
        2.2.1 无线传感器网络的节点部署和覆盖理论
        2.2.2 传感器节点的信号采集
    2.3 数据传输模式
    2.4 网络的自组织模式
        2.4.1 基于Mesh 的平面组网模式
        2.4.2 分簇的组网模式
        2.4.3 混合组网模式
    2.5 数据处理模式
        2.5.1 节点端的分布式数据处理
        2.5.2 网内数据融合
        2.5.3 终端的数据处理
    2.6 本章小结
3 面向机械振动监测的WSN 网络传输协议的研究
    3.1 无线传感器网络体系结构
        3.1.1 传感器节点的结构
        3.1.2 无线传感器网络的系统架构
        3.1.3 无线传感器网络通信协议
        3.1.4 机械振动无线传感器监测系统的网络技术特征
    3.2 多数据汇集点网络拓扑结构
        3.2.1 网络拓扑结构优化设计
        3.2.2 网络自组织及拓扑控制方法
    3.3 辅助性协议的研究
        3.3.1 时间同步机制
        3.3.2 可靠性传输机制
        3.3.3 能量管理机制
    3.4 本章小结
4 机械振动无线传感器网络监测系统设计与实现
    4.1 系统流程与架构
        4.1.1 监测区数据采集环节设计
        4.1.2 无线网络传输机制设计
    4.2 传感器节点程序设计与实现
        4.2.1 数据采集程序实现
        4.2.2 数据包格式设计
        4.2.3 时间同步机制实现
        4.2.4 可靠性传输机制实现
    4.3 数据终端程序设计
        4.3.1 串口服务程序设计
        4.3.2 用户接口程序设计
        4.3.3 数据管理程序设计
        4.3.4 网络监控程序设计
    4.4 实验结果与分析
        4.4.1 数据采集测试
        4.4.2 网络性能测试
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 本课题主要研究内容及结论
    5.2 后续研究工作和展望
致谢
参考文献
附录
    A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录
    B. 作者在攻读学位期间参加的科研目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]无线传感器网络链路通信质量测量研究[J]. 孙佩刚,赵海,罗玎玎,张希元,朱剑.  通信学报. 2007(10)
[2]无线传感器网络能量收集技术分析[J]. 杜冬梅,何青,张志.  微纳电子技术. 2007(Z1)
[3]无线传感器网络性能监测技术与系统研究[J]. 马峻岩,周兴社,刘琴,李志刚.  计算机应用研究. 2007(08)
[4]一种用于设备监测的高效无线传感器网络多跳同步时分协议[J]. 樊勇,徐金梧,杨德斌,王沁.  北京科技大学学报. 2007(07)
[5]海洋平台结构振动监测的无线传感实验研究[J]. 喻言,欧进萍.  哈尔滨工业大学学报. 2007(02)
[6]煤矿瓦斯监测无线传感器网络系统设计与实现[J]. 王建,王汝琳,王学民,刘世民.  煤炭工程. 2006(10)
[7]无线传感网络在结构健康监测中的应用[J]. 叶伟松,袁慎芳.  传感技术学报. 2006(03)
[8]无线传感器网络中的自身定位系统和算法[J]. 王福豹,史龙,任丰原.  软件学报. 2005(05)
[9]自组织、自适应无线传感器网络理论研究[J]. 刘刚,周兴社,谷建华,李志刚.  计算机应用研究. 2005(05)
[10]无线传感器网络技术[J]. 朱近康.  中兴通讯技术. 2004(S1)



本文编号：3160915