基于Zigbee的無線傳感器網(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)之間通過某種協(xié)議自組成一個(gè)無線局域網(wǎng)絡(luò)，能將采集來的數(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)，通過各類微型傳感器對目標(biāo)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，由嵌入式計(jì)算資源對信息

2、進(jìn)行處理，并通過無線通信方式將信息傳送至遠(yuǎn)程用戶。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有十分廣闊的應(yīng)用前景，在軍事國防、環(huán)境監(jiān)測、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線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，由Zigbee聯(lián)盟基于美國電氣和電子工程師協(xié)會的IEEE802．15.4技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研制開發(fā)，其開發(fā)所預(yù)測的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括工業(yè)控制、消費(fèi)性電子設(shè)備、汽車自動化、農(nóng)業(yè)自動化和

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)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有自身獨(dú)特的優(yōu)勢。 機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測或工況監(jiān)視在現(xiàn)代化生產(chǎn)中越來越受到重視，工況監(jiān)視是故障診斷的基礎(chǔ)。對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行有效的狀態(tài)監(jiān)測對確保機(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。振動監(jiān)測因其理論和測量方法都比較成熟且簡單易行一直是普遍采用的基本監(jiān)測方法，振動測量和信號分析一向是作為故障預(yù)測和維修的主要手段。 本文主要探討無線傳感器網(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) 綜述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和Zigbee技術(shù)在國內(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，分析其應(yīng)用于工業(yè)監(jiān)控中的技術(shù)優(yōu)勢。 (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)