核電設(shè)備狀態(tài)無線監(jiān)測低功耗裝置的研究與設(shè)計.pdf

1、面對能源危機(jī)愈演愈烈的當(dāng)今社會，核能作為一種高效的能源被世界上一些能源消耗大國所利用，目前全世界已有數(shù)百座核電站。然而，核電給世界帶來巨大能量的同時，也伴隨著潛在的危害。一些著名的核電事故如切爾諾貝利核泄漏、福島核電站事故等都慘痛教訓(xùn)都表明：核電站安全問題是核能發(fā)展利用中的重中之重；核電站一旦發(fā)生重大事故，將會對周圍環(huán)境造成久久無法恢復(fù)的創(chuàng)傷。為了保證核電設(shè)備的安全穩(wěn)定運行，十分有必要對其狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。目前核電站中主要使用的是有線監(jiān)測，

2、成本較高、監(jiān)測范圍較小；與有線監(jiān)測比較、無線監(jiān)測具有成本低、體積小、監(jiān)測范圍廣等優(yōu)點，但無線監(jiān)測同時面對著能耗的問題。針對無線監(jiān)測的需求，本文將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）技術(shù)運用于核電站設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測，對有線檢測進(jìn)行補(bǔ)充、降低監(jiān)測成本。同時，針對能耗問題，本文針對無線監(jiān)測節(jié)點進(jìn)行低功耗的設(shè)計和設(shè)計自供能模塊，以延長電池壽命。
　　目前WSN技術(shù)在軍事、工控、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域中應(yīng)用較為廣泛，但在核電站這種較為敏感的區(qū)域應(yīng)用還處于探索階段，本

3、文以核電設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測為研究對象，主要內(nèi)容包括：
　?。?）討論了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用面臨的能耗問題：應(yīng)用環(huán)境惡劣，大規(guī)模換電池難以實現(xiàn)等。
　?。?）對核電站設(shè)備情況進(jìn)行了分析，確定了將核電站內(nèi)旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備作為檢測對象，主要監(jiān)測參數(shù)是振動數(shù)據(jù)，加上溫度數(shù)據(jù)作為補(bǔ)充。
　　（3）對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了能耗分析，并根據(jù)能耗分布情況探討具體節(jié)能方法和關(guān)鍵技術(shù)。
　?。?）根據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)低功耗設(shè)計的基本方法，基于 M

4、C13224芯片設(shè)計了網(wǎng)絡(luò)中組成節(jié)點包括簇成員節(jié)點、簇頭節(jié)點、匯聚節(jié)點，實現(xiàn)了簇頭和簇成員低功耗工作模式：基于時間同步的休眠與喚醒。同時基于ADXL345三軸加速計設(shè)計了低功耗振動傳感模塊，基于DS18B20低功耗溫度傳感模塊，及兩個傳感模塊的軟件驅(qū)動。
　?。?）研究了環(huán)境能量采集技術(shù)，根據(jù)本文實際應(yīng)用情況，具體探討了振動發(fā)電的技術(shù)，設(shè)計了LTC3588-1振動能量采集模塊。
　　（6）設(shè)計了實驗環(huán)節(jié)，對搭載振動模塊和溫度