無線傳感網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、工業(yè)自動(dòng)化有利于改造傳統(tǒng)行業(yè)，提高制造行業(yè)的整體水平，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，其自動(dòng)化程度的高低也是衡量國家整體綜合實(shí)力的重要指標(biāo)之一。與此同時(shí)，高自動(dòng)化程度須以工廠設(shè)備高可靠性為基礎(chǔ)，能滿足在高強(qiáng)度和長時(shí)間下的穩(wěn)定工作，這便需要對(duì)設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，防止事故發(fā)生和降低損失，從而提高制造水平與效率。傳統(tǒng)的有線布網(wǎng)的設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由于環(huán)境限制、布線困難、雜亂、成本高等因素在實(shí)際應(yīng)用中往往受到限制，因此，利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計(jì)出一種應(yīng)用于

2、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)采集并無線傳輸?shù)拇鎯?chǔ)和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)顯得尤其重要。
　　本課題是以氣動(dòng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)為背景，設(shè)計(jì)出了一種用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)電子產(chǎn)品（如靜電消除器、定位器等）運(yùn)行狀況監(jiān)測(cè)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，此系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)、多通道的電壓數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、無線傳輸、分類存儲(chǔ)等功能，為工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)提出了一種新的設(shè)計(jì)思路。
　　首先，本文對(duì)常用的幾種無線通信方式進(jìn)行對(duì)比，最終綜合考慮后選用ZigBee技術(shù)作為本

3、次課題開發(fā)的無線通信傳輸方案，結(jié)合對(duì)系統(tǒng)的功能需求分析提出了系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案架構(gòu)，并對(duì)設(shè)計(jì)的目標(biāo)以及解決辦法進(jìn)行了論述。
　　其次，對(duì)系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)要求與目標(biāo)進(jìn)行了詳細(xì)分析說明，通過對(duì)比分析完成了對(duì)主控芯片的選型，系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)硬件電路的設(shè)計(jì)，包括電源電路、數(shù)據(jù)采集電路、OLED顯示屏以及按鍵指示燈電路等，并對(duì)各節(jié)點(diǎn)的PCB進(jìn)行了設(shè)計(jì)與制作，建立起了整個(gè)無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件平臺(tái)。
　　然后通過分層結(jié)構(gòu)的思想提出了系統(tǒng)運(yùn)行

4、的總體軟件框架，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)軟件所實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)通信數(shù)據(jù)的幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，結(jié)合Z-Stack協(xié)議棧完成了各個(gè)節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的組網(wǎng)與串口通信、路由器節(jié)點(diǎn)的路由功能、終端節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)的采集與傳輸以及電池電壓均衡與低電壓預(yù)警等功能。
　　最后，在上述的基礎(chǔ)上，搭建起了基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的功能，完成了對(duì)系統(tǒng)功耗、組網(wǎng)以及數(shù)據(jù)傳輸特性的測(cè)試，并將系統(tǒng)應(yīng)用于電缸位移