機械測試多參量無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)計.pdf

1、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(dǎo)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

2、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(dǎo)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。
　　本文以高性能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

3、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。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

4、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