大型装备状态监测无线传感器网络的研究.pdf

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1、第24卷第4期传感技术学报V01．24No．42011年4月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSApr．201iResearchontheWirelessSensorNetworkofStateMonitoringforLarge—ScaleEquipmentsCAO，JINGFeng(StnteKeyLab0rⅡ￡o，yforMan向ct¨ringforSystemsEngineering，Xi’airJiaotongUniversity，Xi’an710049，China)Abs

2、tract：Inordertosolvethereliabilityoflongcommunicationofwirelesssensornetworksinindustrialenviron-ment，theoptimizationdesignisconductedforitsradioreceivingcircuit．Withthemulti-channelmethodbasedondynamicdistribution，apracticalWSNprotocolisproposedandimplemented．

3、Thepaperdiscussesthedesigenmeth一0dofvarioussensorinterfaceusedonthestatemonitoringoflarge—scaleequipments．Thepracticalresultsshowthat．thedevelopedWSNcaneffectivelyincreaseWSN’Sreal—timequalityandanti-interference’Sability，andsatisfythedemandoffieldtestingorwork

4、ingequipmentmonitoring．Keywords：sensornetwork；large—scaleequipment；real—timeprotocol；statemonitoringEEACC：6150Pdoi：10．3969／j．iSSII．1004-1699．2011．04．020大型装备状态监测无线传感器网络的研究术曹建福，金枫(西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室，西安710049)摘要：为解决复杂工业环境下无线传感器网络的长距离可靠通信问题，对射频接收电路进行了优化设计。采用动静态分

5、配的多信道方法提出并实现了一种实用的通信协议，还研究了装备状态监测用传感接口的设计方法。通过实际测试，表明所研制的传感器网络实时性和抗干扰性明显提高，能满足大型装备的现场监测要求。关键词：传感器网络；大型装备；实时协议；状态监测中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1004—1699(2011)04—0570—06利用无线传感器网络可以以较低的投资和使用对工业监测应用的特点，提出一种跨层协议成本实现对大型装备的全面监测，在线获取工作状TREND，通过数据融合、循环调度等技术来提高实时态参数，以此为基础实施优化

6、控制，来达到提高装备性并降低功耗，但没有对分簇网络划分问题进行有利用效率和减低能耗的目标。无线通信网络可减少效研究。在工业环境下可靠性研究方面，文献[4]布线，特别在布线困难、大型旋转机械或设备部件有提出了基于树状网络的多信道分配策略，有效减少高度机动性的监测场合，具有无法替代的优势。面信道问干扰并降低了信道切换频率，但假设干扰统向工业监测的无线传感器网络除研究一般自组织网计特性已知且固定，这在实际应用中难以实现。文络问题外，还要重点解决网络的实时性和抗干扰性献[5]根据使用频度进行信道选择，很好避免了信问题。道拥塞

7、，但外界干扰的抵御能力有限，而且需协商通在工业监测无线传感器网络的实时性研究方信较多，降低了实时性。文献[6—8]等均以多信道面，文献[1]设计了一个工业监控用无线传感器网结构为基础，改善了无线传感器网络的实时性、抗干络系统，结合TDMA和FDD技术以减少通信时延。扰性及吞吐量，但这些协议大多采用固定信道模式，文献[2]对塑料制造系统流体温度的小型无线监测其中一些还要求节点配备多个射频模块，离实际应网络，采用TDMA和CSMA／CA技术提高了实时性，用仍有距离。在射频电路参数优化方面，文献[9—但用在大规模网络中会存

8、在信道拥塞。文献[3]针10]通过对PCB天线优化，改善了UWB及Wi．Fi的项目来源：西安市科技计划项目(CXY09020)收稿日期：2010—10—11修改日期：2010—12—07第4期曹建福，金枫：大型装备状态监测无线传感器网络的研究571通信质量并降低了信号收发的功耗需求，文献[11—监测无线传感器采用分簇结构，簇内为一跳网络，每13