基于Zigbee的無線傳感器網絡在監(jiān)控系統(tǒng)中的應用研究.pdf

1、無線傳感器網絡(Wireless Sensor Networks，WSNs)是由多個節(jié)點組成的面向任務的無線網絡，節(jié)點的實質是集成有傳感器、微處理器和通信模塊的微型嵌入式系統(tǒng)，各節(jié)點之間通過某種協(xié)議自組成一個無線局域網絡，能將采集來的數據融合優(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、嵌入式計算技術、現代網絡及無線通信技術、分布式信息處理技術等多種領域技術，通過各類微型傳感器對目標信息進行實時監(jiān)測，由嵌入式計算資源對信息

2、進行處理，并通過無線通信方式將信息傳送至遠程用戶。無線傳感器網絡技術具有十分廣闊的應用前景，在軍事國防、環(huán)境監(jiān)測、精準農業(yè)、健康醫(yī)療、智能家居、建筑物監(jiān)控、工業(yè)自動化等許多領域都有重要的科研價值和實用價值。 Zigbee是近幾年興起的一種短距離無線通信技術標準，由Zigbee聯(lián)盟基于美國電氣和電子工程師協(xié)會的IEEE802．15.4技術標準研制開發(fā)，其開發(fā)所預測的主要應用領域包括工業(yè)控制、消費性電子設備、汽車自動化、農業(yè)自動化和

3、醫(yī)用設備控制等。其典型特征是“四低”：低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本。應用于監(jiān)控的無線傳感器網絡一般數據的傳輸量較小，但要求傳輸可靠性高、設備成本低且體積小、電池供電、布置位置復雜多變、監(jiān)測點多、需要較大的網絡覆蓋等，因此Zigbee技術的這些特點決定了其應用于無線傳感器網絡有自身獨特的優(yōu)勢。 機械設備的狀態(tài)監(jiān)測或工況監(jiān)視在現代化生產中越來越受到重視，工況監(jiān)視是故障診斷的基礎。對機械設備進行有效的狀態(tài)監(jiān)測對確保機械設備的安

4、全，提高產品生產率，節(jié)約維修費用以及防止環(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測和維修的主要手段。 本文主要探討無線傳感器網絡在工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)中的應用，研究基于Zigbee無線傳感器網絡在工業(yè)機械設備監(jiān)控方面的應用。論文的主要內容包括： (1) 綜述無線傳感器網絡和Zigbee技術在國內外的研究和應用現狀，介紹工業(yè)監(jiān)控技

5、術發(fā)展的現狀和應用情況。 (2) 介紹無線傳感器網絡和Zigbee技術在工業(yè)監(jiān)控中的應用的相關知識，分析其應用于工業(yè)監(jiān)控中的技術優(yōu)勢。 (3) 設計基于ZigBee的數據采集節(jié)點和中心節(jié)點，組建具有星形拓撲結構的無線傳感器網絡，將其應用于設備狀態(tài)的監(jiān)控。 (4) 分析無線傳感器網絡應用于工業(yè)監(jiān)控面臨的環(huán)境和設計中應注意的問題，分析基于Zigbee的網絡的性能。 (5) 使用Matlab和VB軟件作為監(jiān)控網