基于无线传感器网络的电机运行状态监测系统.pdf

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1、上海交通大学硕士学位论文基于无线传感器网络的电机运行状态监测系统姓名：秦镜申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：姜建国20080101上海交通大学硕士论文基于无线传感器网络的电机运行状态监测系统摘要中大型电机的运行状态监测对电机安全运行具有重要意义，能够向运行维护人员提供必要的信息，既可避免由于设备突然损坏，停止运行带来的损失，又可充分发挥设备的作用。无线传感器网络能够实时监测、感知和采集网络分布区域内监视对象的各种信息，是现今学术界和工业界的研究热点，在军事和民用领域有着非常广阔的应用前景。本文提出电机运行状态监测的新的方案，采用无线传感器网络替代传统的有线网络对电

2、机进行监测。首先介绍电机运行状态监测系统以及无线传感器网络的国内外研究现状。然后提出新型的基于无线传感器网络的电机运行状态监测系统的总体设计，包括系统设计框架、频率选择、拓扑选择、数据链路层协议以及网络层协议等。从提高系统监测可靠性与及时性考虑，本设计采用了SlottedCSMA/CA机制以及基于定向洪泛的路由策略，在很大程度上减少了网络中的冗余信息,提高了通信速度。随后，本文介绍了基于ATmega128L以及CC2420芯片的无线传感器网络的传感器节点硬件的设计和实现。在硬件设计中，对电源管理模块进行改进，采用电池与交流电源两种供电方式，使其更好的适应电机运行状态监测系统的工作环

3、境。然后本文以IEEE802.15.4标准为基础分析设计了基于无线传感器网络的电机运行状态监测系统的节点软件，分别从系统启动、数据采集、数据发送与接收、串口通信等方面来实现，并从数据链路层控制机制以及网络层路由选择上对系统的效率进行优化。最后，对本系统的实验数据进行了详细的讲解与分析，验证了系统的可行性。关键词：无线传感器网络，电机运行状态监测，ATmega128L，CC2420，SlottedCSMA/CA，定向洪泛I上海交通大学硕士论文MOTORSTATUSMONITORINGSYSTEMBASEDONWIRELESSSENSORNETWORKAbstractMotorstat

4、usmonitoringsystemformiddleandhugemotorsplaysanimportantroleinmotorsecurity.Itcanprovideessentialinformationformaintenanceengineerstoavoidthelossinmotoraccidents.Wirelesssensornetworkcanmonitor,sense,collectandprocessthereal-timeinformationofmonitoringarea.Ithasbecomethehotpointintheindustryan

5、dacademyresearchareaandalsogainsacapaciousapplicationprospect.Inthispaper,anewmethodisdevelopedtoconstructmotorstatusmonitoringsystem,inwhichthewirelesssensornetworkreplacestraditionalwirednetwork.Firstly,thispaperintroducestherecentresearchsituationsinChinaandabroad.Then,theoveralldesignofmot

6、orstatusmonitoringsystembasedonwirelesssensornetworkispresented,includingthesystemframework,wirelessfrequencychoice,topologydesign,datalinklayerprotocolandnetworklayerprotocol.Inordertoenhancethemonitoringreliabilityandimprovethesystemefficiency,thisdesignadoptsslottedCSMA/CAandanewnetworklaye

7、rprotocol-DirectedFlooding.Laterthehardwaredesignandrealizationofthissystemisintroduced,whichusesATmega128LandCC2420chips.Thisdesignimprovesthepoweradministrationmoduleandprovidestwopowersupplymethods-batteryand220VDC,whichbetterfitsmot