基于internet的网络传感器节点的研制及相关信号处理方法的研究

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1、上海交通大学硕士学位论文摘要基于Internet的网络传感器节点的研制及相关信号处理方法的研究摘要现代化工业生产中重大装备的突发性故障有可能引起“链式反应”，导致整个生产系统的瘫痪，造成巨大的经济损失，严重的设备故障还会造成灾难性的事故和人员伤亡，产生不良的社会影响，因此设备工况监视与故障诊断技术的重要性得到了社会的普遍认同。本课题围绕设备工况远程监测与故障诊断系统这一中心，针对系统前端的用于现场数据采集的传感器节点设计和系统后端的机械故障信号处理技术，进行了深入的分析和研究。数据采集方面，现代工业装备和

2、工业流程监测系统出于成本、技术实施以及维护等方面的考虑，需要一个能被广泛接受的传感器接口标准以解决传感器之间以及与网络的互联问题。基于此，本课题将以太网技术直接应用于测控现场的传感器，以嵌入式技术的成本优势和面向工业测控的Internet自定制技术为基础，论述了在普通单片机上实现自定制TCP/IP协议栈的具体方法，开发出了完整的利用Internet进行远程I上海交通大学硕士学位论文摘要监测的低成本网络传感器节点原型，并设计了上位机远程客户端程序进行了通信测试。该技术为构建基于网络传感器的大型远程监测系统提

3、供了技术铺垫。针对故障检测，信号处理是机械故障诊断中的关键技术。其中，如何有效的提取微弱故障信息已成为该领域中急待解决的关键问题之一。本课题结合时域同步平均和连续小波变换，提出了一种检测周期性高频冲击信号的新方法——同步平均连续小波变换阵图。将信号连续小波变换结果视为对应于不同频带的一组时域信号，做同步平均扫描分析，将得到的能量分布以二维灰度图的形式显示，由峰值所处的位置反推出高频冲击所处的频带以及冲击发生的频率。该方法用于微弱故障信号检测取得了良好的效果。关键词：远程监测，Internet，TCP/IP

4、协议栈，信号处理II上海交通大学硕士学位论文ABSTRACTaveragescanning,afterthat,eachenergydistributionofsignalswillbedepictedintheformoftwo-dimensionalgraylevelimage.Theperiodoftheimpulsetrainandthefrequencyoftheoscillationcanbefurtherestimatedfromthelocationofthepeak-launchedsp

5、otinthatimage.Themethodhasachievedgoodresultsforweakfaultsignaldetection.KEYWORDS:RemoteMonitoring,Internet,TCP/IPProtocols,SignalProcessingV上海交通大学硕士学位论文上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本

6、文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：孙博远日期：年月日上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密√。（请在以上方

7、框内打“√”）学位论文作者签名：孙博远指导教师签名：朱利民日期：2008年2月19日日期：2008年2月19日上海交通大学硕士学位论文第一章绪论第一章绪论1.1.课题来源本学位论文来源于国家自然科学基金项目（50475022）“基于异质扩散模拟的机械信号动态演化特征自适应增强方法以及应用”，和上海市科委登山计划（06DZ11202）“新一代集装箱码头高效智能化立体装卸系统关键核心技术研发与应用”子课题“基于网络的智能化实时监控和维护平台的研究”。1.2.选题背景1.2.1.设备状态监测与故障诊断技术的发展

8、背景随着计算机和电子技术的进步，现代工业的生产设备朝着大型化、连续化、高速化、精密化、系统化以及自动化的方向发展，其结果使得生产体系的规模变得越来越大，各方面的性能指标变得越来越高，设备的组成与结构也越来越复杂。这的确在提高生产率、降低成本、节约能源和人力等方面有很大的优势。然而，随之也带来了新的问题。生产中重大装备的突发性故障——哪怕仅仅是设备局部的失灵——有可能引起“链式反应”导致整台设备停止运转，甚至还可能造成整条流水线