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1、煤矿主风机运行状态检测1、相关定义1.1、无线传感器网络的定义无线传感器网络(WirelessSensorNetworks)技术是当前备受关注的、知识高度集成的、涉及多学科高度交叉的前沿热点研究领域。它综合了传感器技术、嵌入式计算机技术、现代网络及无线通信技术和分布式信息处理技术等,能够通过各类集成化的微型传感器协作的实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息[12]。这些信息在无线传感网络内以无线的方式传送,经基站(汇聚节点)传送给用户终端,供其进行数据处理和分析,从而实现物理世界、计算世界以及人类社会三元世界的连通。人们可以通过传感器网络直
2、接感知客观世界,从而极大地扩展现有网络的功能和人类认识世界的能力。由于传感器网络具有十分广阔的应用前景,在军事国防、工农业、城市管理、生物医疗、环境监测、抢险救灾、危险区域远程控制等许多重要领域都有潜在的实用价值,已经引起了许多国家学术界和工业界的高度重视,被认为是对21世纪产生巨大影响力的技术之一。无线传感器网络系统结构如图3-1所示,一个典型的无线传感器网络通常由大量的具有无线通信能力的节点组成,节点采用低功耗的设计理念,应用电池供电,无须任何电源线和信号传输线,可以随意的安装在特定的位置。这些节点通过自组织方式构成无线网络,以协作的方式实时
3、感知、采集和处理网络覆盖区域中的信息,包括温度、湿度、噪声、光强度、电磁波、压力、土壤成份、移动物体的大小、速度和方向等物理信号和物质现象,并对这些信息进行处理,从而为远程用户提供详尽而准确的信息[13]。特别适合于信息分散,采集点多的监控环境。图3-1无线传感器网络示意图Fig.3-1SketchmapofWirelessSensorNetworks121.2、虚拟仪器的概念虚拟仪器是指通过应用程序将计算机、软件的功能模块和仪器硬件结合起来,用户7可以通过友好的图形界面(通常叫做虚拟前面板,简称前面板)来操作这台计算机就像在操作自己定义、自己设
4、计的一台传统个人仪器一样,从而完成对被测信号的采集、分析、判断、显示、数据存储等。虚拟仪器以透明的方式,通过软件对数据的分析处理、表达以及图形化用户接口,把计算机资源(如微处理器、显示器等)和仪器硬件(如A/D、D/A、数字I/O、定时器、信号调理等)的测量能力、控制能力结合在一起。虚拟仪器突破了传统仪器以硬件为主体的模式,实际上使用者是在操作具有测试软件的电子计算机进行测量,犹如操作一台虚设的电子仪器。虚拟仪器技术的实质是充分利用最新的计算机技术来实现和扩展传统仪器的功能。硬件是虚拟仪器的基础,软件是虚拟仪器的关键,当基本硬件确定以后,就可以通
5、过不同的软件实现不同的功能。用户可以根据自己的需要,设计自己的仪器系统,满足多种多样的应用要求。利用已开发的丰富的软、硬件资源,可以大大突破传统仪器在数据的分析、处理、表达、传递、储存等方面的限制,达到传统仪器无法比拟的效果。它不仅可以用于电子测量、测试、分析、计量等领域,而且还可以用于进行设备的监控以及工业过程自动化。虚拟仪器还可以广泛应用于电力工程、物矿勘探、医疗、振动分析、声学分析、故障诊断及教学科研等多个方面。LabVIEW程序成为虚拟仪器(VirtualInstruments)程序,简称VI。一个最基本的VI有三部分组成:前面板(Pan
6、el)、框图程序(DiagramProgram)和图表/连接端口(Icon/Terminal)。前面板:前面板就是图形化用户界面,用于设置输入数值和观察输出量。VI前面板是模拟真实仪器的前面板,用户可以使用各种图标、按钮、开关、实时趋势图和事后纪录图。框图程序:每一个前面板都由一个框图程序与之对应。框图程序用图形化编程语言编写,可以把他理解成传统编程语言程序中的源代码。图标链接端口:图标连接端口可以把工变成一个对象(SubVI,即VI子程序),然后像子程序一样在其他VI中调用[20][21]。2.2.3LabVIEW软件简介[21][22][23
7、][24][25][26]LabVIEW是一种图形化设计语言,在一个虚拟仪器的开发过程中,设计者主要利用LabVIEW提供的3个模板:工具模板(Toolpalette)、控制模板(Controlpalette)和功能模板(Functionpalette)来完成VI面板和流程图两部份的设计开发任务。LabVIEW程序是数据流驱动的。数据流程序设计规定,一个目标只有当它的所有输入有效时才能执行;而目标的输出,只有当它的功能完全时才是有效的。这样,LabVIEW中被连接的方框图之间的数据流控制着程序的执行次序,而不象文本程序受到行顺序执行的约束。从而,
8、我们可以通过相互连接功能方框图快速简洁地开发应用程8序,甚至还可以有多个数据通道同步运行。LabVIEW的核心是VI。VI有一个人机对话
