基于Zigbee的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks，WSNs)是由多個(gè)節(jié)點(diǎn)組成的面向任務(wù)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)的實(shí)質(zhì)是集成有傳感器、微處理器和通信模塊的微型嵌入式系統(tǒng)，各節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)某種協(xié)議自組成一個(gè)無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)，能將采集來(lái)的數(shù)據(jù)融合優(yōu)化并沿著一定的路徑傳送到信息處理中心。它綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無(wú)線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等多種領(lǐng)域技術(shù)，通過(guò)各類微型傳感器對(duì)目標(biāo)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，由嵌入式計(jì)算資源對(duì)信息

2、進(jìn)行處理，并通過(guò)無(wú)線通信方式將信息傳送至遠(yuǎn)程用戶。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有十分廣闊的應(yīng)用前景，在軍事國(guó)防、環(huán)境監(jiān)測(cè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、健康醫(yī)療、智能家居、建筑物監(jiān)控、工業(yè)自動(dòng)化等許多領(lǐng)域都有重要的科研價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。 Zigbee是近幾年興起的一種短距離無(wú)線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，由Zigbee聯(lián)盟基于美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì)的IEEE802．15.4技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研制開(kāi)發(fā)，其開(kāi)發(fā)所預(yù)測(cè)的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括工業(yè)控制、消費(fèi)性電子設(shè)備、汽車自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化和

3、醫(yī)用設(shè)備控制等。其典型特征是“四低”：低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本。應(yīng)用于監(jiān)控的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)一般數(shù)據(jù)的傳輸量較小，但要求傳輸可靠性高、設(shè)備成本低且體積小、電池供電、布置位置復(fù)雜多變、監(jiān)測(cè)點(diǎn)多、需要較大的網(wǎng)絡(luò)覆蓋等，因此Zigbee技術(shù)的這些特點(diǎn)決定了其應(yīng)用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)有自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。 機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)或工況監(jiān)視在現(xiàn)代化生產(chǎn)中越來(lái)越受到重視，工況監(jiān)視是故障診斷的基礎(chǔ)。對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行有效的狀態(tài)監(jiān)測(cè)對(duì)確保機(jī)械設(shè)備的安

4、全，提高產(chǎn)品生產(chǎn)率，節(jié)約維修費(fèi)用以及防止環(huán)境污染等方面都起著重要的作用。振動(dòng)監(jiān)測(cè)因其理論和測(cè)量方法都比較成熟且簡(jiǎn)單易行一直是普遍采用的基本監(jiān)測(cè)方法，振動(dòng)測(cè)量和信號(hào)分析一向是作為故障預(yù)測(cè)和維修的主要手段。 本文主要探討無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，研究基于Zigbee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)機(jī)械設(shè)備監(jiān)控方面的應(yīng)用。論文的主要內(nèi)容包括： (1) 綜述無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和Zigbee技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀，介紹工業(yè)監(jiān)控技

5、術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀和應(yīng)用情況。 (2) 介紹無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和Zigbee技術(shù)在工業(yè)監(jiān)控中的應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)，分析其應(yīng)用于工業(yè)監(jiān)控中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。 (3) 設(shè)計(jì)基于ZigBee的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)和中心節(jié)點(diǎn)，組建具有星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，將其應(yīng)用于設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)控。 (4) 分析無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于工業(yè)監(jiān)控面臨的環(huán)境和設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題，分析基于Zigbee的網(wǎng)絡(luò)的性能。 (5) 使用Matlab和VB軟件作為監(jiān)控網(wǎng)