旋转机械无线传感器网络振动监测节点的设计

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 13次 | 上传用户:easyk8
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
旋转机械作为现代企业中的关键生产工具,其运行的可靠性和安全性是生产效率和生命财产的保障,旋转机械的结构、零部件设计加工、安装调试和维护检修等方面的原因和运行操作方面的失误,使得机器在运行过程中可能会引起径向、轴向和扭转三个方向的空间振动,方向不可预判,这些振动是造成设备损坏的主要原因,也是设备状态监测的主要参数,是故障诊断的主要依据。采用无线传感器网络技术监测机械振动可以弥补传统有线监测系统的不足。针对监测旋转机械的特定需要,节点应当具备成本和功耗低、体积小、安装简便的特点,并且具有高效拾取三维空间高频振动信号、实时存储大数据量和可靠传输数据等性能。现有节点大多硬件性能不高和功能不匹配,或者单个节点体积大、成本和功耗过高,很难满足旋转机械的振动监测。本文设计开发了一种无线传感器网络节点,使用这种节点可以监测旋转机械振动情况。在硬件平台搭建方面,节点采用模块化设计,方便各个模块的维护和升级。节点采用新型芯片式数字三轴加速度传感器ADXL345构成传感采集模块,简化了传统振动信号采集调理电路复杂、布线繁复的问题,实现了对空间振动信号的精确采样;为了保存来自传感器的大量原始数据和缓解无线传输压力,节点外加SD存储卡暂存数据;采用支持ZigBee无线通信的CC2530芯片完成数据的无线传输,同时利用其内部集成的增强型8051内核作为整个节点的控制和处理核心,进一步降低了节点成本和系统功耗。操作系统基于Z-Stack协议栈,软件设计对应节点的硬件模块,使用C语言编写各驱动程序和上层应用程序。然后将驱动和应用程序嵌入到协议栈,并对协议栈进行修改和简化,提高软件的移植性和可操作性。最后协议栈成功移植到节点中,软硬件配合完成数据采集、存储、组网和无线传输,实现节点对振动信号的实时监测。本文针对旋转机械安装采集装置时空间有限、条件复杂以及本身振动信号方向不可预判,研究和设计旋转机械专用的无线传感器振动监测节点,并组织实验测试节点在信号采集、无线组网和数据传输等方面的性能。最后通过对研究工作的总结、分析,列出节点需要完善和改进的地方,明确今后有待进一步努力的方向,以期有成熟的监测技术应用到实际生产生活当中。
其他文献
期刊
“论坛”栏目是《中国记者》杂志的重头栏目之一,以探讨新形势下新闻工作的理论与实践为宗旨,讨论热点难点,反映最新实践最新变化最新思考,要求论文富于前瞻性、科学性、学术
随着我国工业文明和经济实力的迅速发展,为保证钢铁资源持续增长的消费量,必须要充分立足国内发掘铁矿资源潜力,加强铁矿资源的地质勘查力度和相配套的各项研究工作。面临地表矿
综合利用钻井岩心、测井资料、地震资料,以沉积学、高分辨率层序地层学理论和技术方法为指导,对陆东地区侏罗系进行高分辨率层序地层对比及划分,沉积体系展布研究,分析岩性圈
解决复杂地表条件下的地震勘探静校正问题是一个系统工程,静校正问题分析对复杂地震勘探数据处理有着重要的指导意义,本文根据长波长静校正问题在叠加剖面上的变化规律,提出
学位
长期以来,无热再生式空气干燥器的控制技术导致在进气工况温度较低和压力降低变化时,出现再生气不必要的能耗浪费和干燥度降低等问题,而根据用户的实际露点要求和工况变化及时调整干燥器的吸附、再生和均压时间,并采用传感器技术与自控技术相结合对进气温度和压力参数进行智能控制是保证无热再生式空气干燥器可靠性高以及节能效果显著的重要技术条件。为此,本文采用泛函分析方法和自适应变尺度粒子群算法进行再生气量的最优化控
由于卫星遥感多传感器、多波段特性以及重复对地观测能力,其获取的数据与影像已经是完成国家资源调查、灾害监测、土地利用、基础测图与更新等任务的主要支撑。随着遥感技术应
随着民航运输业的迅速发展,以航空为主体的综合交通枢纽逐渐形成,在机场区域聚集了大量的旅客,而旅客流的产生会给机场带来丰富的商业价值。国际航空运输协会(IATA)所做的调
20辊森吉米尔轧机是冷轧薄带钢的核心设备之一,具有道次压下率大、能耗及运行成本低等诸多优点。目前,国内对森吉米尔轧机辊系的研究主要集中在轧辊结构改进和优化设计上,并未对