Zigbee技术在机械振动信号监测中的应用研究.pdf

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如今伴随着Zigbee无线传感器网络技术的不断发展,该技术在工业 控制领域的应用越来越引起了人们的普遍关注。Zigbee作为一种崭新的 2.4G无线局域网通讯技术,具有低复杂度,低速率,低功耗和低成本等 特点。本文将微机电系统(MEMS)技术与Zigbee技术相融合,设计并 初步实现了一套专用于机械振动信号监测和无线数据传输的系统。 本文首先简要介绍了MEMS技术和Zigbee技术的特点,然后给出了 系统的详细软硬件设计方案。该系统硬件上由数据采集模块,Zigbee端节 点射频模块,Zigbee中继节点射频模块和嵌入式网关构成。在此硬件基础 之上,使用基于TinyOS操作系统的NesC语言对节点应用程序进行编写, 使用通讯原语剖析了现有的Zigbee通讯协议,移植协议栈网络层的部分 功能,构建了基于Zigbee技术的多跳无线传感器网络,可靠地把MEMS 加速度传感器输出的振动信号无线汇聚到嵌入式网关中进行数据处理和 分析。此外,为了进一步降低网络的整体功耗,本文在Zigbee网络中继 节点中还使用自适应加权融合算法对网络中数据进行数据融合,减少网络 中的无线数据通讯量。 Zigbee网络节点之间严格的时间同步是网络保持低功耗特性的前提 条件,本文提出并实现了一种改进的泛洪时间同步算法(FTSP)用于保 证各个节点与网关节点间的时间同步,同时补偿了因由于节点上晶振的时

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