無線傳感網絡現(xiàn)場參數(shù)多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究與實現(xiàn).pdf

1、工業(yè)自動化有利于改造傳統(tǒng)行業(yè)，提高制造行業(yè)的整體水平，推動經濟的發(fā)展，其自動化程度的高低也是衡量國家整體綜合實力的重要指標之一。與此同時，高自動化程度須以工廠設備高可靠性為基礎，能滿足在高強度和長時間下的穩(wěn)定工作，這便需要對設備的工作狀態(tài)進行實時監(jiān)測，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)的有線布網的設備監(jiān)測系統(tǒng)由于環(huán)境限制、布線困難、雜亂、成本高等因素在實際應用中往往受到限制，因此，利用無線傳感網絡技術，設計出一種應用于

2、工業(yè)現(xiàn)場設備運行狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)采集并無線傳輸?shù)拇鎯捅O(jiān)測系統(tǒng)顯得尤其重要。
　　本課題是以氣動工業(yè)現(xiàn)場為背景，設計出了一種用于工業(yè)現(xiàn)場電子產品（如靜電消除器、定位器等）運行狀況監(jiān)測的無線傳感網絡多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，此系統(tǒng)可以實現(xiàn)多節(jié)點、多通道的電壓數(shù)據(jù)實時采集、無線傳輸、分類存儲等功能，為工業(yè)自動化產品運行狀態(tài)監(jiān)測提出了一種新的設計思路。
　　首先，本文對常用的幾種無線通信方式進行對比，最終綜合考慮后選用ZigBee技術作為本

3、次課題開發(fā)的無線通信傳輸方案，結合對系統(tǒng)的功能需求分析提出了系統(tǒng)的整體設計方案架構，并對設計的目標以及解決辦法進行了論述。
　　其次，對系統(tǒng)中各節(jié)點的設計要求與目標進行了詳細分析說明，通過對比分析完成了對主控芯片的選型，系統(tǒng)各節(jié)點硬件電路的設計，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，并對各節(jié)點的PCB進行了設計與制作，建立起了整個無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件平臺。
　　然后通過分層結構的思想提出了系統(tǒng)運行

4、的總體軟件框架，對整個系統(tǒng)軟件所實現(xiàn)的功能進行了總結，并對通信數(shù)據(jù)的幀結構進行了設計，結合Z-Stack協(xié)議棧完成了各個節(jié)點的軟件設計，實現(xiàn)協(xié)調器節(jié)點的組網與串口通信、路由器節(jié)點的路由功能、終端節(jié)點對數(shù)據(jù)的采集與傳輸以及電池電壓均衡與低電壓預警等功能。
　　最后，在上述的基礎上，搭建起了基于無線傳感網絡的現(xiàn)場參數(shù)多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對系統(tǒng)進行調試實現(xiàn)了預期的功能，完成了對系統(tǒng)功耗、組網以及數(shù)據(jù)傳輸特性的測試，并將系統(tǒng)應用于電缸位移