無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在焊機群控中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展,其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于工業(yè)監(jiān)視和控制的優(yōu)勢日趨明顯。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,鏈路的穩(wěn)定性難以保證,通信信道質(zhì)量比較低,拓撲變化比較頻繁。如何提高通信的可靠性是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的重要研究內(nèi)容,也是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于工業(yè)監(jiān)控的關(guān)鍵問題。
　　 本文研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的可靠性改進并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)焊機無線群控系統(tǒng)的開發(fā)。主要內(nèi)容包括焊機無線群控系統(tǒng)的硬件設(shè)計、基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的焊機

2、群控系統(tǒng)的軟件設(shè)計以及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的可靠性改進和應(yīng)用程序的可靠性設(shè)計研究,實現(xiàn)了高可靠性的焊機無線群控系統(tǒng)。
　　 本文首先介紹了焊機無線群控系統(tǒng)的硬件設(shè)計。系統(tǒng)硬件包括無線節(jié)點和無線基站,無線基站電路是無線節(jié)點的一個子集。硬件電路包括核心模塊、電源模塊、無線通信模塊、串口通信模塊和指示設(shè)置模塊。硬件電路是整個系統(tǒng)功能和性能的基礎(chǔ),其設(shè)計是否合理對節(jié)點乃至整個系統(tǒng)的可靠性有很大的影響,因此需要從芯片選型、外圍電路設(shè)計和PC

3、B設(shè)計等多個方面綜合考慮。
　　 然后,進行了焊機無線群控系統(tǒng)的軟件設(shè)計。焊機無線群控系統(tǒng)的基站和節(jié)點的嵌入式軟件是在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議PS-WSN的基礎(chǔ)上開發(fā)的,在簡要介紹了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議提供給應(yīng)用層的配置文件和接口函數(shù)后,以流程圖形式給出了焊機無線群控系統(tǒng)的基站和節(jié)點的應(yīng)用程序設(shè)計。
　　 最后,詳細介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的可靠性改進研究與實現(xiàn)及應(yīng)用程序中提高可靠性的方法。協(xié)議的改進主要包括通過增加路由重發(fā)機制和路由隊列

4、來提高單跳傳輸可靠性、通過改進鄰居發(fā)現(xiàn)機制和父節(jié)點選舉機制來加快網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)和自修復(fù)、通過加入路由和終端分開的機制及固定父節(jié)點選舉機制使網(wǎng)絡(luò)可以在不同應(yīng)用環(huán)境下方便進行人為優(yōu)化配置。實驗證明,改進后的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議可靠性有了很大提高,可以滿足焊機監(jiān)控的要求。應(yīng)用程序中通過減小網(wǎng)絡(luò)負載和串口負載提高上行數(shù)據(jù)的可靠性,使用三重ACK機制確保下行數(shù)據(jù)的可靠性,采用HDLC協(xié)議加強串口的容錯性,利用看門狗技術(shù)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。焊機無線群控系統(tǒng)