機(jī)械測(cè)試多參量無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì).pdf

1、基于有線連接的機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在部署成本高、可維護(hù)性差、缺少機(jī)動(dòng)靈活性等缺點(diǎn)，特別是在密封環(huán)境、機(jī)械旋轉(zhuǎn)環(huán)境下有線連接方式難以實(shí)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)外已開(kāi)始著手研究基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法。目前能用于機(jī)械測(cè)試的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)所采集的參量單一，采樣頻率偏低，對(duì)于反映機(jī)械設(shè)備性能的高頻機(jī)械振動(dòng)信號(hào)還難以很好獲取，而無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)晶振漂移、任務(wù)沖突導(dǎo)致高頻采集下采樣頻率精度降低的問(wèn)題更加突出，應(yīng)用環(huán)境中的電磁干擾、節(jié)點(diǎn)電源噪

2、聲、調(diào)理電路紋波等降低了A/D轉(zhuǎn)換幅值精度，多參量高頻采集導(dǎo)致的大量測(cè)試數(shù)據(jù)使得節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸成為瓶頸。
　　本文以高性能32位微控制器STM32F103與低功耗無(wú)線射頻芯片CC2530搭建雙核心處理器構(gòu)架，搭配24位分辨率的4通道A/D，實(shí)現(xiàn)了具備多參量信號(hào)輸入的高頻采集，并對(duì)數(shù)據(jù)采集的幅值精度和頻率精度影響因素進(jìn)行分析；針對(duì)數(shù)字電路和模擬電路的相互串?dāng)_問(wèn)題，設(shè)計(jì)多路電源管理方案，有效降低模擬電源噪聲；針對(duì)IEPE傳感器驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)動(dòng)

3、態(tài)激勵(lì)電壓和自抑制電源噪聲恒流源，實(shí)現(xiàn)高精度恒流驅(qū)動(dòng)的同時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)激勵(lì)電壓，降低節(jié)點(diǎn)功耗；設(shè)計(jì)通帶平穩(wěn)的低通濾波調(diào)理電路和差分信號(hào)轉(zhuǎn)換，提高信號(hào)的幅值精度；采用獨(dú)立高精度時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)24位A/D采集，減小采樣間隔的抖動(dòng)和時(shí)鐘漂移，提高高頻信號(hào)采集的頻率精度。機(jī)械測(cè)試多參量無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)。以大量數(shù)據(jù)高效傳輸為目的，規(guī)范串口通信和無(wú)線通信的數(shù)據(jù)格式，提高傳輸效率和可維護(hù)性；選擇適用于機(jī)械測(cè)試大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇貥?shù)網(wǎng)絡(luò)，并實(shí)現(xiàn)具有異常處理

4、能力的網(wǎng)絡(luò)自組織；通過(guò)采集參數(shù)配置，以大容量Micro SD卡作為數(shù)據(jù)緩存，實(shí)現(xiàn)包含配置信息的數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)；數(shù)據(jù)傳輸時(shí)根據(jù)通道參數(shù)配置選擇是否進(jìn)行抽樣，最大程度提高有效數(shù)據(jù)量，并設(shè)計(jì)雙緩沖機(jī)制提高傳輸效率，實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的高效傳輸。機(jī)械測(cè)試多參量無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)了上位機(jī)軟件，實(shí)現(xiàn)了集高精度數(shù)據(jù)采集和大量數(shù)據(jù)高效傳輸于一體的機(jī)械測(cè)試多參量無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的性能測(cè)試和應(yīng)用表明所研發(fā)的機(jī)械測(cè)試多參量無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的有