基于ZiggBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)的扭矩監(jiān)測系統(tǒng)研究.pdf

1、很多企業(yè)為了提高管理水平和市場競爭力，越來越重視對車間現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)控。以ZigBee技術(shù)為代表的短距離無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)憑借低成本、低功耗、組網(wǎng)靈活等優(yōu)勢已經(jīng)應(yīng)用在國民生產(chǎn)和生活的多個(gè)領(lǐng)域，特別是在工業(yè)監(jiān)控領(lǐng)域。本文將ZigBee技術(shù)應(yīng)用在車間生產(chǎn)設(shè)備中的傳動(dòng)軸扭矩監(jiān)測中，生產(chǎn)管理者可以實(shí)時(shí)監(jiān)測扭矩變化情況和查看歷史數(shù)據(jù)，保證設(shè)備長期正常運(yùn)行，對提高企業(yè)效益有著極其重要的意義。
　　本文針對采用的ZigBee技術(shù)，重點(diǎn)研究了網(wǎng)絡(luò)節(jié)

2、點(diǎn)類型，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和協(xié)議架構(gòu)。對無線網(wǎng)絡(luò)扭矩監(jiān)控系統(tǒng)中的各個(gè)硬件模塊如數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、電源管理模塊、無線通信模塊、JTAG仿真接口、串口通信模塊以及預(yù)留擴(kuò)展電路進(jìn)行芯片選擇和電路設(shè)計(jì)。整個(gè)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)以低功耗和可靠性為出發(fā)點(diǎn)，數(shù)據(jù)采集模塊采用電阻應(yīng)變型傳感器組成的應(yīng)變電橋得到應(yīng)變電壓，數(shù)據(jù)處理模塊對應(yīng)變電壓進(jìn)行了放大和濾波處理，無線通信模塊采用低功耗的CC2430射頻芯片，串口通信模塊采用RS232通信模式，預(yù)留擴(kuò)展電路為

3、再次開發(fā)降低成本。軟件采用德州儀器推出的經(jīng)典Z-Stack協(xié)議棧，對協(xié)議棧中的網(wǎng)絡(luò)組建流程，網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議機(jī)制，網(wǎng)絡(luò)地址分配等進(jìn)行了深入探討研究。根據(jù)車間傳動(dòng)軸設(shè)備分布的不同，在Z-Stack協(xié)議?；A(chǔ)上設(shè)計(jì)開發(fā)了扭矩監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用層程序，包括組網(wǎng)程序、扭矩采集程序、無線數(shù)據(jù)傳輸程序和串口程序等，設(shè)計(jì)了串口通信協(xié)議和上位機(jī)扭矩監(jiān)控系統(tǒng)。深入研究了ZigBee中的路由算法，對當(dāng)前路由算法仍然存在能量消耗過多的問題提出一種優(yōu)化路由算法。最后對