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1、图书分类号TP206+.3密级非密注1UDC_______________________________________________________________硕士学位论文基于ZigBee技术的设备状态监测系统研究刘述文指导教师(姓名、职称)潘宏侠教授申请学位级别工学硕士专业名称机械设计及理论论文提交日期2015年4月7日论文答辩日期2015年5月24日学位授予日期________年______月_____日论文评阅人王晓佳闫宏伟答辩委员会主席孙桓五2015年5月29日基于ZigBee技术的设备状态监测系统研究摘要机械设备是工业化时代生产制造行
2、业的关键承载体。假如设备出现了故障,不仅会损坏设备自身,而且会影响企业的正常生产工作,为国家和企业带来经济损失,所以非常有必要对运行过程中的设备进行状态监测。目前,大部分设备都是使用有线方式进行状态监测,虽然有线方式传输速度快,但仍有其缺陷,例如布线麻烦、维护成本高、扩展性差等,而运用无线网络的方式对运行中的设备进行状态监测则非常少见。ZigBee技术是物联网和无线通信的代表性技术之一,这种技术拥有成本低廉、网络可靠性高、覆盖面积大、便于扩展等方面的优势,可以很好的弥补有线方式的不足。使用ZigBee技术组建的无线网络监测生产车间众多设备的运行状态,可以
3、很大程度上降低成本,同时也非常容易扩展新的设备。所以本文提出将ZigBee技术运用到设备的状态监测中。本文首先介绍了本课题研究的目的与意义、ZigBee技术的发展和应用现状、状态监测的研究现状;之后通过对比多种无线通信技术说明ZigBee技术的优势,又深入分析和研究了ZigBee技术的理论、网络结构及协议规范等。设计了设备状态监测系统的总体结构和各部分结构,并详细说明了系统各部分的功能。然后研究和设计了采集模块和ZigBee无线模块的硬件及软件部分,使得采集模块拥有数据采集处理功能,无线模块拥有组网和数据传输功能,并通过多个试验验证了上述功能的有效性。最
4、后,运用LabVIEW软件设计出上位机系统,实现了用户登录、参数设置、在线监测、数据存储与读取、预警显示和信号分析等功能,并通过仿真试验验证了信号分析功能的有效性。关键词:ZigBee;无线网络;状态监测;LabVIEWEquipmentconditionmonitoringsystemresearchbasedonthetechnologyofZigBeeAbstractEquipmenthasbecomedanimportantobjectinthemanufacturingindustryintheeraofindustrialization.If
5、theequipmentfails,itwoulddamageditself,alsowouldaffectthenormalproductionofenterprises,andcauseeconomiclossestothestateandenterprises,soitisverynecessarytomonitortheequipmentwhichisrunning.Atpresent,peoplemostlyusesthecablewaytomonitortheconditionofequipment,thetransmissspeedisve
6、ryfast,butstillhasitsdrawbacks,suchaswiringtroubles,highcosts,poorscalabilityandsoon;andpeopleisveryrarelyusewirelessnetworktomonitortheconditionofequipment.ThetechnologyofZigBeeisoneoftherepresentativetechnologyofthethingofnetworkandwirelesscommunicationtechnology,thenetworkcost
7、low,highreliability,largecoveringarea,easytoexpandandotheradvantages,itisverywelltomakeupofcableway.PeoplecanuseZigBeetomonitortheequipmentgroupwhichisruning,itcangreatlyreducethecost,andalsoisveryeasytoextendnewequipment.Inthispaper,theZigBeetechnologyisappliedtomonitorthecondit
8、ionofequipment.Thispaperfirstintroducest