液压泵数据采集系统设计及抗干扰技术研究

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1、分类号：TP929学校代码：10109密级：公开太原科技大学硕士学位论文（学术型）学位论文题目：液压泵数据采集系统设计及抗干扰技术研究英文题目：DesignofdataacquisitionsystemandResearchonantijammingtechnologyofhydraulicpump研究生姓名：刘利民导师姓名及职称：高文华教授培养单位：电子信息工程学院学科专业：电路与系统论文提交日期：2016年6月论文答辩日期：2016年6月3日答辩委员会主席：张雪英教授论文独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文，是本人在导师指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中特别加以标注和致谢的地

2、方外，论文中不包含其他个人或集体已经发表或撰写的研究成果。对本研究所做的任何贡献的个人或集体均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本声明产生的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：中文摘要中文摘要随着计算机和电子技术的进步，工程机械设备不断向着智能化和信息化方向发展，液压部件基础数据有效采集显得愈来愈重要。由于传统的有线数据采集系统还存在着各种不足，因此设计可靠的工程车辆数据采集系统和增强系统的抗同频干扰性能对于提高故障诊断的正确率、保障设备正常运行具有重要的意义。本文针对市政工程机械数据采集系统以及抗干扰信道分配算法等研究状况，主要进行了以下研究内容：（1）针对工程车辆数据采集过

3、程中有线网络布线复杂，采集方式繁琐，故障率高的问题，论文基于ZigBee技术，采用低功耗ZigBee模块CC2530作为协调器，设计了一种软硬件结合的数据采集系统。该系统能够配合各类数据采集传感器采集液压泵温度、压力、流量数据和车辆周围空气温湿度、海拔等环境数据。详细说明了协调器、终端、网关及各类传感器的工作流程。通过实际场景测试，表明系统的有效性。（2）针对传统马尔科夫模型进行单信道预测时正确率不高且多次预测能耗较大容易导致节点过早死亡的问题，通过现场实验采集大量数据，在传统算法基础上生成概率表，加入二次预测，通过公式推导和实际数据证明了改进算法的正确性，并在Matlab环境下进行仿

4、真。结果表明，改进算法采用降低运算次数的方式节约了算法的计算时间，提升了平均预测精度，使能耗降低，延长了节点的使用寿命。（3）针对基于ZigBee的数据采集系统传输数据时容易受到WiFi网络产生的多信道干扰问题，通过同频干扰机制建立干扰矩阵表，以PSO算法为基础，利用实变方式调整惯性权重，引入新的位置更新公式，提出一种基于DPSO与抗同频干扰机制相结合的信道分配方案。定义两种评价函数算法分别为干扰增益最大化和信道公平性原则。通过对比实验得出两种算法各有优势，可以根据实际情况确定算法模式。同时与传统算法相比，新的DPSO算法迭代次数少，收敛速度快，降低了传感器的能耗。从节能角度考虑，更适

5、用于ZigBee数据采集系统。关键字：ZigBee技术；同频干扰；信道分配；马尔科夫模型；离散粒子群算法IABSTRACTABSTRACTWiththedevelopmentofcomputerandelectronictechnology,themechanicalequipmentofengineeringcontinuouslydevelopestointellectualizationandinformationization,andtheeffectivecollectionofthebasicdataofhydrauliccomponentsisbecomingmorean

6、dmoreimportant.Becausetherearestillallkindsofproblemsinthetraditionalwireddataacquisitionsystem.Therefore,designasystemwhichcancollectengineeringvehicledatareliablyandenhancethesystemwiththeperformanceofresistingtofrequencyinterferencehasanimportantsignificancetoimproveaccuracyoffaultdiagnosisan

7、dtoguaranteetheequipmentworkingnormally.Inthispaper,themainresearchcontentsaboutmunicipalengineeringmachinerydataacquisitionsystem,andinterferencechannelassignmentalgorithmandotherresearchstatusareasfollows:Firstly,forengine