无线传感器网络振动信号采集节点的设计

针对目前无线传感器网络节点采集旋转机械振动信号存在的高成本和大功耗问题,设计一种基于CC2530芯片的无线传感器网络节点。该节点采用数字式三轴加速度传感器拾取振动信号,以CC2530自带处理器为整个节点控制核心,将采集、存储、处理和传输等控制功能模块集成到一起,实现振动信号的准确采集和大数据量存储,并成功移植Zig Bee协议栈,实现数据的无线传输。经测试表明:该节点对于信号采集和无线传输具有较高的可靠性和稳定性,能够满足大多数旋转机械设备的振动监测要求。     

三轴高频采样的无线传感器网络节点设计

针对现有无线传感器网络节点的不足和机械振动信号采集的需求,设计一种应用于机械设备状态监测的三轴高频采样的无线传感器网络节点。该节点采用模块化设计,包括数据采集模块、数据处理模块、无线通信模块、存储模块和电源模块五部分,其中数据处理模块MSP430处理器负责采集、存储、处理数据,无线通信模块CC2530处理器通过移植Zig Bee协议栈负责无线传输数据,数据采集模块采用MEMS加速度传感器通过三维正交组合方式拾取三轴加速度信号。经测试表明,该节点具有高采样率、大量程、三轴同步性的特点,能够满足机械设备高频振动监测的要求。     

基于6LoWPAN无线传感技术的环境监测系统

基于IPv6的低功耗无线个域网(6LoWPAN)标准是一种适配IEEE 802.15.4和IPv6协议的技术,与其他无线个域网技术相比,接入设备不需要复杂的网关或代理即可直接与IP网络通信。基于6LoWPAN架构设计的环境监测系统,主要包括传感器、6LoWPAN终端节点、6LoWPAN网关、Web应用服务器4个部分。其中6LoWPAN网关使用HG553硬件平台并基于Open Wrt开发,6LoWPAN终端节点采用Modbus-RTU协议与传感器通讯采集数据。系统工作时采集数据经过网关上传到Web应用服务器的数据库,由Web应用服务器对传感数据进行管理、分析,最终实现环境监测服务。     

基于ZigBee的无线振动检测系统设计

针对机械设备的振动信号检测问题,采用ZigBee技术设计了一套无线传感器网络振动检测系统,详细介绍了系统结构,硬、软件设计方案和通信方法。基于Zig Bee技术并结合MEMS传感器开发的无线传感器系统,能够实现无线检测运行机械设备的三轴振动信号,利用Qt框架设计的上位机软件系统可以实现三轴振动信号的波形显示、数据存储以及利用快速傅里叶变换获得的频谱图检测设备的运行状况。实验表明,通过该系统可实时无线检测现场机械设备的振动信号,提高了机械设备故障诊断的自动化水平。     

基于6LoWPAN的电力变压器无线监测系统

针对目前电力变压器有线监测系统存在的布线复杂、网络升级和扩展困难、安装和维护费用高以及GPRS无线监测方式存在的流量费用高的问题,设计了一种基于6LoWPAN的电力变压器无线监测系统。监测系统利用终端节点采集变压器状态参数后通过6LoWPAN网络传输至嵌入式网关,最后由以太网发送至远程监测中心。实现了无线监测系统的硬件设计和软件设计,包括终端节点和嵌入式网关,并将软件功能划分为应用层、网络层、6LoWPAN适配层和硬件抽象层。在实验室的环境下进行系统测试,测试结果表明,系统稳定可靠,很好地实现了变压器状态参数的采集和无线传输,为城市配电变压器的状态监测提供了一种有效的监测方式。     

机械设备状态监测无线传感器网络研究进展

通过分析无线传感器网络（wireless sensors network,简称WSN）的优势和潜能,提出将无线传感器网络应用于机械设备状态监测中,以弥补目前有线连接的机械设备状态监测系统的局限性。针对目前机械设备状态监测中所用的无线传感器网络节点硬件性能偏低、采样频率也低、缺乏信号同步采集研究、对大量数据快速可靠传输研究偏少、对于反映机械设备状态最关键的机械振动的监测还难以实现等问题,提出要实现基于无线传感器网络的机械设备状态监测,必须解决高速同步采集、实时可靠传输和能量供应等难题。指出了低成本、低功耗、微型化、网络化、多功能化将是无线传感器网络在机械设备状态监测应用中的发展方向。     

基于MSP430的机械振动信号采集与监控系统

基于低功耗单片机MSP430FG4618对高频机械振动信号设计出了数据采集与监控的一体化系统.对于振动信号的数据采集部分采用了主控芯片MSP430FG4618、无线发射芯片CC2420以及三轴加速度计ADXL345.在监控上采用WEB CGI(通用网关接口)技术,利用以太网强大的数据吞吐能力设计了监控系统.通过测试表明,系统对于信号采集和无线传输具有很高的可靠性和稳定性,能够满足机械设备的振动检测和监控要求.     

面向应急环境监测的无线传感器网络节点设计

突发性环境污染事故的应急监测要求监测数据能及时而有效地采集和传输,以便管理部门能够及时应对各种突发状况。针对传统的有线传输网络铺设麻烦、可移动性差和数据传输不稳定等问题,设计了一种应用于污染源应急监测系统的无线传感器网络节点,硬件上采用C8051F340微控制器和XBee-PRO无线传输模块构架节点,并构建了一个基于ZigBee技术的无线传感器网络,最终实现污染源现场数据的高效采集、传输以及处理。研究结果表明,该无线传感器网络节点能应对各种突发情况,具有很好的稳定性。     

基于CC2420和ADXL330的无线传感器数据采集系统

研究基于无线传感器网络(WSN)的数据采集系统.简要介绍了ZigBee技术协议以及CC2420和ADXL330的性能和特点,设计了一种基于CC2420和ADXL330的无线传感器数据采集系统,给出了具体的软、硬件设计方法.该系统选用高灵敏度的三轴加速度传感器芯片ADXL330来采集管道破坏时产生的振动加速度信号,通过支持ZigBee无线传输协议的CC2420把数据发送给接收装置.     

煤机设备无线自供电状态监测系统

针对当下煤机设备状态监测系统时效性差、通信电缆铺设困难、需要定期更换电池等问题,提出了一种基于无线传感器网络与自供电技术的监测系统设计方法。系统由能量采集模块、无线传感器网络及监测上位机组成,通过能量采集模块收集煤机设备振动能量为节点电路供电,采用无线传感器网络与上位机实现设备关键状态信息的采集、传输与处理。测试结果表明,系统可在30 m有效范围内实现对煤机设备运行状态的实时监测,能量采集模块最大输出功率可达378 mW,能够有效收集设备振动能量实现系统能源自供给。     

基于CC2530的无线振动监测传感器节点设计

针对传统的振动监测传感器节点功耗高、成本高、精度低的缺陷,设计一种基于无线传感器网络的振动监测节点。因CC2530结合了射频模块和高性能8051单片机,且适用于功耗解决方案,所以节点以CC2530为核心,采用高精度三轴加速度计ADXL345采集振动数据,利用IAR工具设计了Zigbee协议栈,实现了节点的自组网络,用C语言实现软件设计。试验证明:该节点可对振动监测实现远程数据采集,且具有安全可靠的无线通信功能。     

超精密磨床振动和温度无线监测系统研究

开发了一套基于无线传输理论的精密磨床振动和温度无线监测系统,传感器和红外测温仪采集到的振动和温度信号接入相关的调理电路,经无线传输设备以一定的格式发送至远端的控制PC上.在状态监测控制端,基于Visual Basic 6.0开发的在线监测软件,显示振动信号幅域、频域处理结果以及温度信号的最高温度值和温度值曲线,以此判断机床是否处于正常工作状态.     

基于STM32的岩土工程无线采集系统

为满足当今岩土工程监测的需求,设计了一种基于新一代STM32处理器的岩土工程无线采集系统.介绍了基于子节点、汇聚节点和上位机三层结构的无线传输系统方案,设计了节点、传感器、无线传输模块的硬件电路,给出了各类节点和上位机的控制、通讯等软件流程.实际测试表明,该系统具有操作简便,实时性强,高精度和低功耗等特点,可广泛用于当今岩土工程的监测.     

基于MEMS传感器的无线振动测量节点设计

针对机械设备有线振动监测系统存在监测盲区、部署成本高等不足,现有无线振动节点存在的高频率振动信号拾取困难、通信速率低、硬件性能差等问题进行了应用研究。基于射频和嵌入式技术,采用精密MEMS传感器,设计了基于STM32微控制器的高精度数据采集、无线射频通信、大容量存储及电源调理等硬件电路,并根据测量频率范围设计了2类不同通信速率的振动节点,实现了节点的无线组网通信、TPSN时间同步等软件设计,研制适合机械设备振动监测应用的无线振动测量节点。最后搭建振动对比校准实验台对该节点进行参数标定,经实测节点具有较高测量灵敏度和精度,具有一定应用参考价值。     

基于无线传感器网络的野生动物图像监测系统设计

针对野生动物图像采集中存在的监测周期长、人工成本高等不足,设计了一个基于无线传感器网络的图像监测系统。该系统使用红外传感器感应野生动物,利用图像传感器采集图像,并通过低功耗的无线传感器网络将图像传输至协调节点,再利用4G网络上传至服务器。文中对系统的硬件平台及软件程序进行设计,并在ZigBee协议的基础上增加应答协议,提高了图像传输成功率。测试结果表明,两个节点之间距离在170m以内时,传输成功率能达到90%以上,且整个系统能通过多跳方式拓宽监测区域。     

基于ZigBee技术的数据采集系统的设计

作为一种短距离通信技术,ZigBee以其低成本和低功耗成为无线传感器网络的一种理想数据传输方法。基于无线传感器网络的数据采集系统在工农业中有广泛的用途。基于ZigBee协议,设计并实现了无线传感器网络中的终端节点、数据采集节点和系统的监控软件,同时采用ZigBee协议在网络路由的基础上实现了传感器网络的组网和传输。为了保证数据参数的安全性,在无线传感器网络中采用LBlock算法实现受信任的安全协议。实验表明,该数据采集系统能够实时采集和监控多种信息数据。     

基于多媒体传感器网络的智能家居监控系统

设计开发了基于多媒体传感器网络的集多传感、分布式处理和事件触发监视于一体的智能家居监视系统.该系统基于无线传感网络和视频监控网络构建:前者由标量传感节点利用IEEE 802.15.4/ZigBee协议建立,负责采集、处理标量数据并传输结果到汇聚节点;后者则由多媒体传感节点利用以太网构成,将无线传感网络上汇聚节点的监控数据、压缩视/音频流等多媒体数据发送到监控中心及用户.测试结果显示,此系统能够较好地提供家居环境参数监测、用户危险事件报警、事件触发或持续的远程家居监控功能.     

无线传感器网络多级融合的机械故障诊断方法

针对无线传感器网络(wireless sensor networks,简称WSNs)在机械故障诊断应用中大量振动信号不能实时传输的问题,提出基于无线传感器网络多级分层信息融合的机械故障诊断方法。采用簇树网络结构扩大网络监测覆盖范围,将WSNs信息融合分为数据级融合、特征级融合及决策级融合3个级别,终端节点对原始振动信息进行数据级融合以提取特征信息,簇头节点对特征信息进行特征级融合得到模式识别结果,网关节点对识别结果进行决策级融合以评估机械设备运行状态。实验表明,该方法能有效应用于机械故障诊断。     

基于无线传感器网络的水质监测系统研究

针对传统水质监测系统存在的布线麻烦、造价高与系统精度低等问题,通过对水质监测系统的数据通信模式、传感器节点硬件、传感器节点软件、水质信息感知元件等方面进行了研究。设计了一种基于无线传感器网络的水产养殖水质参数监测系统,该系统由多参数信息融合功能水质无线监测节点、无线路由节点、上位机监控中心组成。研究了水质信息传输过程,信息采集由传感器节点完成,系统采集到的数据由无线传感器网络发送给汇聚节点,汇聚节点再将水质数据通过RS232串口传送给本地监测中心。传感器节点采用了STM32高性能单片机,传感器部分采用了工业p H电极和YDC100溶解氧电极作为感知元件。研究了对水质进行实时监测、对超过限定数据进行报警,并且对水质状况进行预测预警等功能。对系统的性能进行了研究。研究结果表明,p H、溶解氧和温度的平均相对误差为4.06%、3.10%和0.85%,可满足水产养殖水质监测的应用要求。     

齿轮箱监测无线传感器节点设计

针对传统齿轮箱振动有线监测系统的不足,设计了一款基于ZigBee协议的无线传感器节点。节点以低功耗的STM32单片机为核心,内置Contex-M3核。选取MEMS加速度传感器采集振动信号,使用LTC4070芯片管理电源电路,选用大容量SD卡作为数据缓存区。为了提高程序运作效率,引入RT-Thread操作系统。采用ZigBee和GPRS混合型无线通讯方式。重点介绍了基于齿轮箱振动的无线监测节点的原理与特点,以及节点主要模块的软硬件系统设计。并设计相应试验进行测试,测试结果表明:该无线节点适用于齿轮箱的振动监测。