无线传感器网络在步进电机运行状态监测中应用

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1、2010年第29卷第7期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)127无线传感器网络在步进电机运行状态监测中的应用黄勇，高仕红，高林(湖北民族学院信息工程学院。湖北恩施445000)摘要：针对步进电机内部运行温度超过大约130~C将出现退磁，从而导致输出力矩下降乃至失步这一问题，结合无线传感器网络，采用了性能可靠、经过改进算法的定向扩散路由协议，设计了新型的步进电机运行状态无线网络监测系统，采用Atmega128L和CC2420设计了无线传感器网络监测节点，并利用

2、该监测节点为终端对步进电机的运行温度进行实时监测，当步进电机的表面温度超过9O℃后将发出警报并采取相应措施，保证了现场设备安全稳定运行。试验结果表明：该无线网络监测系统能够对温度信号进行实时有效的采集，满足生产现场实际监测的需要。关键词：无线传感器网络；定向扩散；传感器节点；温度传感器；步进电机中图分类号：TN915文献标识码：A文章编号：1000--9787(2010)07-0127-04A‘ppli-cat·i‘onoInWl●re■leSSSensornet·wor■KSi●nst·eDDi-ngmOt·O

3、roperat·i●ngst·at·usmoni●t·ori‘ngHUANGYong，CAOShi—hong，GAOLin(SchoolofInformationandEngineering，HubeiInstituteforNationalities，Enshi445000，China)Abstract：Demagnetizationwillappearwhensteppingmotorinternaloperatingtemperaturesexceedabout130℃，andcausesdecreasin

4、goftheoutputtorqueandout—of-step．Awirelesssensornetworkswasappliedtodesignanewtypeofsteppingmotoroperatingstatusmonitoringsystem．Inordertorealizeaneasyandreliablemonitor，animprovedalgorithm—directeddifusionprotocolwasintroducedintowirelesssensornetworkssystem

5、．Atmega128LandCC2420wereadoptedtodesignthesensornode．Themonitoringsystemwillalarmwhensurfacetemperatureofsteppingmotorexceed90℃．SOastotakestepsandguaranteethesafeoffieldequipments．Theexperimentresultsindicatedthemonitoringsystemiseffective，andcanmeettherequir

6、ementofmonitoring．Keywords：wirelesssensornetworks(WSNs)；directeddifusion；sensornode；temperaturesensor；steppingmotor0引言时、运行稳定可靠等优点，但由于数据传输多采用有线网步进电机的内部是由绕组线圈和铁芯组成的。铁芯有络，需要在监测设备上布置大量电缆与导线，在比较复杂的磁滞涡流效应，在交变磁场中会产生损耗；绕组本身有电生产现场，会带来布线繁琐、网络维护困难等一系列问题。阻，通电也会产生损耗，这些损耗都

7、会以发热的形式表现出为了解决上述问题，本文提出了采用无线传感器网络来监来。因此，步进电机普遍存在发热情况，若电机运行中出现测步进电机运行状态⋯。异常，发热将更加严重，会带来一些负面影响。而在有的场1步进电机运行状态监测系统概述合则不允许电机的过度发热，如，医疗器械和高精度的设备无线传感器网络监测系统的整体架构如图1所示。该等。与此同时，步进电机长期在高温状态下运行还将导致系统主要由传感器节点、网关、路由器、监测管理中心构成。退磁现象的出现，从而引起力矩下降乃至失步，因此，有必其中，监测节点只采集数据不进行路由；汇

8、聚节点收集监测要对运行中的步进电机进行监测。节点发送的数据并选择合适的路由将数据发送出去；网关国内外在电机运行状态监测方面的研究和应用已经取将接收到的无线信号通过有线网络发送给监测管理中心；得了长足的进步，经过几十年的不断发展，已经从原始的人监测管理中心由数据存储服务器和远程控制终端等组成；力监测发展到现在的在线监测。在线监测具有发送数据及路由器主要协调不同现场采集单元与