基于无线信道的设备状态监测系统研究

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1、北方工业大学硕士学位论文基于无线信道的设备状态监测系统研究姓名：陈勇钢申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：吴伯农20060520北方工业大学硕士学位论文摘要为提高产品生产质量和生产效率，降低生产成本，本文研究了基于无线信道的设备状态监测系统。系统包括数据采集模块、数据无线收发模块以及数据采集平台三大部分。目前，我国很多工业现场使用的传感器，其输出信号大多为模拟信号，且幅值变化范围较宽，为了减少由独立放大和滤波环节所引入的干扰和漂移，系统采用集信号采集、放大、滤波和A／D转换为～体的16位模数转换器AD7705。AD7705具

2、有高分辨率、宽动态范围、自校准以及优良的抗噪声陛能，此外其两个全差分输入通道对现场的共模信号具有很强的抑制能力，因此它可抑制由外界因素引起的同向漂移，比如温度，从而实现数据的高精度采集。考虑到工业现场可能产生的各种噪声和电磁干扰以及信号衰减等因素，本文对影响无线通信质量的关键技术进行了详细讨论，并提出了一系列旨在提高系统稳定性和可靠性的应对措施，并在此基础上对现有的芯片进行了比对，最终决定选用市场上能够满足设计需求，且性价比突出nRF905芯片实现数据的收发，该芯片采用高抗干扰GFSK调制、输出功率可调、可跳频、内置完整通信协议和CR

3、C、对电源不敏感，并可实现1～32个字节长度的数据收发。实验结果表明，该芯片通信稳定可靠。本系统分机数量多，且参数各种各样，因此数据量特别大。在比较了几种接口技术后，系统采用PC机对数据进行处理和显示，通过RS-232接口与无线模块进行串口通信，并且开发了基于VB的无线数据采集平台，该平台可选择控制各个分机以及测量对象，并实时显示接收的数据，同时绘制图形，以方便用户了解设备各参数的变化趋势。为提高系统精度和可靠性，文中还详细讨论了硬件和软件抗干扰措施。现场调试结果表明，系统可实现数据的高精度采集和室内50m范围的无误码数据收发，并可穿

4、透4堵墙进行通信，对机加工车间的设备(比如数控机床、空压机、吊车、电焊机等)具有较强的抗干扰能力，文中给出了详细的测试结果。由此推断，系统的可靠性和稳定性，可以满足～般工业现场的设备状态监测需求。关键词：数据采集：无线通信：AD7705：nRF905北方工业大学硕士学位论文ResearchonMachineryEquipmentConditionMonitoringSystemBasedonWirelessChannelAbstraetToimproveproductsquality，productionefficiencyandre

5、duceproductioncost，thispaperdesignedamachineryequipmentconditionmonitoringsystembasedonwirelesschannel．Thesystemismadeupofdataacquisitionmodule，wirelesstransceiveranddataacquisitionplatform．Atpresent,theamplitudeoftheoutputanalogsignalsofmostsensorsusedatindustrialfield

6、sarefluctuatinginalargerange．Toreducetheinterferenceandzeroshiftinducedbyseparatedamplifyingandfilteringprocesses，thissystemadoptsthe16-bitsanalog-digitalconverterAD7705，whichincorporatesdataacquisition，amplifying，filteringandA／Dconverting．AD7705isapartwithhighresolutio

7、n，widedynamicrange，self-calibrationandexcellentanti-noiseperformance，furthermore，itsfulldi触tialinputchannelshavestronganti-jammingabilityagainstconll／lOllmodesignals，suchasthetemperaturechangecausedbyexterrmlfactors．Andthushigh-precisiondataacquisitioniscomplemented．Con

8、sideringtheharshenvironmentatfields,suchasnoise，electromagnetinterferenceandsignalattenuation，thispaperdetails