基于ZigBee无线传感网络的扭矩监测系统的设计.pdf

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1、2014年6月机床与液压Jun．2014第42卷第11期MACHINETO0L&HYDRAULICSV0l_42No．11DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．11．034基于ZigBee无线传感网络的扭矩监测系统的设计孔祥涛，林明星，周生良，杨文豪(山东大学机械工程学院，山东济南250061)摘要：介绍了基于ZigBee技术的无线传感网络，将ZigBee技术应用到传动轴扭矩检测中，提出～种以ZigBee技术为基础的扭矩监测系统设计方案；设计了以CC2430无线射频芯片为核心的硬件电路，包括

2、采集数据节点模块、接收处理模块；设计了传感器节点程序、上下位机串口通信程序。根据ZigBee协议，各节点间组成树状网络，实现对传动轴扭矩的监测与控制。试验表明了该监测系统的可行性，达到了设计目的，有着广泛的应用前景。关键词：ZigBee；CC2430；无线传感网络；扭矩检测中图分类号：TN98文献标识码：B文章编号：1001—3881(2014)11—121—5DesignofTorqueMonitoringSystemBasedonZigBeeWirelessSensorNetKONGXiangtao，LINMingx

3、ing，ZHOUShengliang，YANGWenhao(CollegeofMechanicalEngineering，Shandonguniversity，JinanShandong250061，China)Abstract：ThewirelesssensornetbasedongBeewasintroduced．TheZigBeetechnologywasusedindetectionofthetrans—mitringshafttorque．Akindofdesignschemeofmonitoringtorqu

4、esystembasedonZigBeetechnologywaspresented．ThehardwarecircuitwasdesignedwithCC2430wirelessfrequencychipasthemainchip，includingdatecollectionmodule，receivingandprocessingmodule．Sensorprogramandserialportcommunicationprogrambetweenuppermachineandlowermachineweredes

5、igned．Treenet-workwithnodeswasmadeaccordingtoZigBeeprotocol，toimplementmonitoringandcontrollingforthetransmittingshafttorque．Testindicatesthefeasibilityofthemonitoringsystem，thedesignpurposeisreachedandthesystemhasabroadapplicationprospect．Keywords：ZigBee；CC2430；

6、Wirelesssensornet；Torquemonitoring在机械传动系统中，扭矩是反映系统性能的典型发展空间。ZigBee技术的开发利用是基于ZigBee机械量之一，扭矩测试己成为传动轴开发研究、质量联盟制定的协议栈来实现的，ZigBee协议的基础是检验、优化控制、工况监测和故障诊断等必不可少的IEEE802．15．4，它规定了无线传感网络的物理层和内容。应变型扭矩测量技术有成本低、结构简单、MAC层，ZigBee联盟则定义了网络层和应用层的标准。技术成熟等特点，具有广泛的应用。无线传感网络目前很多大的公司为了

7、快速开发ZigBee网络、是最近几年发展起来的多学科高度交叉、知识高度集缩短开发周期，都在自己公司生产的无线射频芯片中成的热点前沿技术，ZigBee技术具有短距离、低功植入了ZigBee协议，这其中以TexasInstruments公司耗、低速率、高可靠性、组网容易等特点。文中设生产的CC2430无线集成射频芯片应用最为广泛。计了一种基于ZigBee技术的传动轴扭矩监测系统，CC2430是一种真正的系统芯片(SoC)CMOS解通过ZigBee技术实现车间现场传动轴扭矩的无线传决方案。这种解决方案能够提高性能并满足以Zig

8、Bee输，并组建无线传感网络，将数据通过RS232串口为基础的2．4GHzISM波段应用，及对低成本、低功传到上位机进行处理显示并保存数据，在工业现场监耗的要求。CC2430在单个芯片上整合了ZigBee射频控中具有良好的应用前景。(RF)前端、内存和微控制器，它使用1个增强型1ZigBee技术和CC2430芯片80