基于无线传感器的旋转机械实时监测系统研究

发布时间：2017-08-03 02:03

  本文关键词：基于无线传感器的旋转机械实时监测系统研究

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【摘要】：随着无线传感器技术的飞速发展,低成本的旋转机械实时监测、控制和管理系统已成为研究热点。为了及时发现机械设备存在的故障,保证生产过程的安全和提高产品的质量,需要实时监测机械组群的运行状态。在上海市科委《化工装备无线传感测控服务能力建设》平台建设(11DZ2290502)的工作中,研究了实时监测旋转机械运转状态的无线传感器在线监测系统。 该监测系统主要由无线传感器节点、汇聚节点和上位机三部分组成。首先通过无线传感器节点中的高精度加速度传感器采集机械运转中的实时振动信号。然后利用节点中的无线通信模块把采集到的数据发送到汇聚节点,汇聚节点再把这些数据传输到上位机中。最后在上位机中进行数据处理、显示和保存。在上位机中数据分别通过时域图、频谱图和功率谱图显示,用于分析机械组群的运行状态。该系统可以实现对旋转机械运转状况的在线显示、故障报警以及数据回放等功能。 该系统能够用于工业旋转机械的状态实时监测,提出的现场监测信号的无线传感控制方案,为建立无线传感测控平台提供了技术基础。
【关键词】：无线传感器 旋转机械 状态监测 LabVIEW
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH165.2;TN929.5;TP212.9
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 引言10-11
• 1.2 故障诊断技术11-12
• 1.2.1 故障诊断的含义11
• 1.2.2 故障诊断的目的和任务11-12
• 1.2.3 故障诊断的方法12
• 1.3 无线传感器简介12-16
• 1.3.1 无线传感器网络概念12-13
• 1.3.2 无线传感器的特点13-15
• 1.3.3 无线传感器发展现状和意义15-16
• 1.4 研究目标和任务16
• 1.4.1 课题的研究目标16
• 1.4.2 课题的任务16
• 1.5 本文组织框架16-18
• 第2章 旋转机械故障分析研究18-27
• 2.1 旋转机械概述18
• 2.2 旋转机械故障分类及其原因18-23
• 2.2.1 不对中18-20
• 2.2.2 轴弯曲和热弯曲20-22
• 2.2.3 不平衡22-23
• 2.3 旋转机械故障诊断的方法和步骤23-26
• 2.3.1 转子不对中诊断方法23
• 2.3.2 转子弯曲诊断方法23-24
• 2.3.3 转子不平衡诊断方法24-26
• 2.4 小结26-27
• 第3章 监测系统总体框架研究27-33
• 3.1 监测系统设计目标27
• 3.2 监测系统方案构想27-28
• 3.3 监测系统设计框架28-29
• 3.4 器件选用29-32
• 3.4.1 无线传感器节点处理芯片选择29-30
• 3.4.2 加速度传感器的选择30-31
• 3.4.3 上位机的选择31-32
• 3.5 小结32-33
• 第4章 无线传感器节点研究33-52
• 4.1 无线传感器的设计目标33-34
• 4.2 传感器节点的硬件设计与实现34-40
• 4.2.1 系统控制模块与实时时钟模块35
• 4.2.2 电源管理模块35-37
• 4.2.3 数模转换模块37-39
• 4.2.4 无线通信模块39-40
• 4.3 传感器节点的软件设计与实现40-51
• 4.3.1 编译软件介绍：IAR Embedded workbench40-41
• 4.3.2 传感器节点的框架41-42
• 4.3.3 系统控制模块的软件实现42-44
• 4.3.4 电源管理模块的软件实现44-46
• 4.3.5 定时器的软件实现46-47
• 4.3.6 无线通信模块的软件实现47-51
• 4.4 小结51-52
• 第5章 汇聚节点与上位机研究52-60
• 5.1 汇聚节点的硬件搭建52
• 5.2 汇聚节点的软件编写52-56
• 5.2.1 汇聚节点整体框架52-54
• 5.2.2 串行通信接口的软件实现54-56
• 5.3 上位机的软件编写56-59
• 5.3.1 上位机整体框架56-57
• 5.3.2 上位机界面与程序框图57-59
• 5.4 小结59-60
• 第6章 无线传感器低功耗研究60-68
• 6.1 传感器节点中低功耗设计概述60-61
• 6.1.1 传感器节点中的能量消耗60-61
• 6.1.2 低功耗设计的意义61
• 6.2 低功耗设计的方法61-65
• 6.2.1 A/D转换器低功耗分析61-62
• 6.2.2 射频模块低功耗分析62
• 6.2.3 处理器模块低功耗分析62-63
• 6.2.4 休眠机制节能63-65
• 6.3 低功耗设计实验与结果65-67
• 6.4 小结67-68
• 第7章 结论与展望68-70
• 7.1 研究结论68-69
• 7.1.1 研究成果68
• 7.1.2 研究重点68-69
• 7.2 研究展望69-70
• 参考文献70-73
• 致谢73

【参考文献】

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本文编号：612135