適用于振動信號監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN，Wireless Sensor Networks)是由大量的傳感器節(jié)點構(gòu)成的自組織分布式網(wǎng)絡(luò)，它是一種融合了傳感器技術(shù)、微機電技術(shù)、無線通信技術(shù)和分布式信息處理技術(shù)的新興綜合技術(shù)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由于其成本低、易于安裝、維護和更新便捷等優(yōu)勢，受到人們越來越多的關(guān)注，目前對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究愈加深入，應(yīng)用領(lǐng)域也更加廣泛。
　　 通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集振動信號，對機械設(shè)備狀態(tài)進行監(jiān)測，比傳統(tǒng)有線傳感器省去了布

2、線的過程，減少了環(huán)境對傳感器的限制，應(yīng)用更加方便靈活。目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)針對振動信號的應(yīng)用，僅限于低頻緩變信號的采集，但是機械設(shè)備的振動信號絕大多數(shù)是大數(shù)據(jù)量的高頻率、高加速度信號。目前應(yīng)用比較廣泛的節(jié)點平臺，都不能很好的達到要求，因此本文針對高頻振動信號的采集傳輸自行設(shè)計了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點平臺。
　　 本文從對比分析現(xiàn)行的幾個無線通信標準著手，研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)特點及其關(guān)鍵技術(shù)。詳細研究了適用于振動信號監(jiān)測的無線

3、傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的硬件設(shè)計和相關(guān)程序開發(fā)。本論文根據(jù)振動信號的特點以及盡量選取低功耗芯片的原則，選取了ADXL345、MSP430、CC2420作為各個模塊的主芯片，在仔細研讀各芯片工作原理以及相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，完成了各模塊的電路設(shè)計，以及電路板的制作。同時通過C語言編程完成了各模塊的初始化、各通信接口的連接以及寄存器的讀寫操作，實現(xiàn)了節(jié)點平臺的軟件設(shè)計，使無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集和傳輸。
　　 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點眾多，采集數(shù)

4、據(jù)存在相關(guān)性，這就使得數(shù)據(jù)信息的冗余量比較大，從而導致傳輸過程中要耗費大量的能量。本文采用了一種分布式小波數(shù)據(jù)壓縮方法，把傳統(tǒng)的小波變換引進到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，這種數(shù)據(jù)壓縮方法有利于減少信號噪聲，提高采集信息的質(zhì)量。同時研究了基于小波的分布式存儲和查詢方式，這種方法提高了數(shù)據(jù)存儲效率，并且利用小波系數(shù)的自相似特性，可以快速、準確的查詢到需要查詢的數(shù)據(jù)，較好的滿足了降低節(jié)點能耗的要求。
　　 本論文完成了適用于振動信號監(jiān)測的無線傳