无线传感器网络三轴高速振动监测节点的设计

发布时间：2020-07-11 19:00

【摘要】：机械设备是工业制造中重要的生产工具,其故障诊断的主要依据是振动参数,机械设备振动是一种多方向、宽频带的复杂振动。无线传感器网络由监测区域内大量的微型廉价节点组成,能够实时监测、采集和处理网络分布区域内的各种监测对象的信息。相对于机械设备状态的有线监测方式,采用无线传感器网络监测机械设备状态具有显著的优势和广阔的前景。针对机械振动采集的特点,本文设计了具有三轴同步采集、高频采样、大容量存储、可靠数据传输、片上数据处理性能的无线传感器网络三轴高速振动监测节点,主要工作如下:节点采用低功耗的MSP430和CC2530搭建双处理器结构,提高了片上数据运算处理能力,有利于硬件的维护和更新;采用高性能低功耗的ADXL001加速度传感器代替传统压电加速度传感器,解决了加速度传感器信号调理复杂、体积大和功耗大的问题;通过三维正交的方式将单轴传感器组建为三轴加速度传感器,实现了无线传感器网络节点的三轴高速同步采样;采用独立的16位模数转换器提高数据分辨率和采样精度;采用SD卡扩展节点的存储空间缓存大量采样数据。在硬件的基础上,对节点的双处理器分别嵌入实时操作系统和Zigbee协议栈,方便任务的管理和调度,缩短程序的开发周期并提高其可移植性。设计了相应的软件程序,在节点上嵌入文件系统,方便数据的管理和查看。本文主要针对无线传感器网络节点的三轴高速同步采样、高精度数据采集、大容量数据存储等问题进行研究,研究设计了无线传感器网络三轴高速振动监测节点,通过实验对其性能进行了测试。最后总结了无线传感器网络节点设计的主要工作和问题,对未来的研究方向进行了展望。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212.9;TN929.5;TH17

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