基于wsns水轮发电机组振动监测系统设计

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1、2012年第31卷第1期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)137基于WSNs的水轮发电机组振动监测系统设计张晓莉，冯梅琳，王军(江西理工大学机电工程学院。江西赣州341000)摘要：开发了基于CC2430的水轮发电机组振动监测系统，讨论了无线传感器网络(WSNs)节点的软硬件设计、监控系统的软件设计及存在的问题和解决方案。通过实例应用表明：设计和开发的基于WSNs的水轮发电机组振动监测系统可靠、实用。关键词：水轮发电机组；振动监测系统；无线传感器网络中图分类号：TP303文献标识码：A文章编号：1000--9787(2012)01-

2、0137--03Designofvibrationmointoringsystemofhydro-generatorsetbasedonWSNsZHANGXiao—li，FENGMei—lin，WANGJun(SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，JiangxiUniversityofScience&Technology，Ganzhou341000，China)Abstract：Vibrationmointoringsystemofhydro—generatorsetbasedonwirelesssensornetworks(WSNs)is

3、developed．ThedesignofsoftwareandhardwareofWSNsnode，thesoftwaredesignofmointoringsystemandexistingproblemsandsolutionsaredicussed．Theappliedexampleshowsthatthevibrationmointoringsystemofhydro—generatorsetbasedonWSNsisreliableandpractica1．Keywords：hydro-generatorset；vibrationmonitoringsystem；wirele

4、sssensornetworks(WSNs)0引言的有线困扰，为采取相应措施提供决策依据。目前，国内外水轮发电机振动和摆度监测系统均采用1无线振动监测系统体系基于信号电缆或通信电缆的有线工业数据采集系统，适用1．1监测系统体系结构于单台机组配备一套监测系统的永久性系统结构模式，该本系统由数据采集网络和中央信息采集控制中心两部模式在我国水电厂的推广应用过程中存在以下2个突出问分组成，其中，数据采集网络是基于IEEE802．15．4标准的题：1)对于大型水轮发电机组，一般配置使用的传感器数ZigBee技术进行无线数据通信，并采用Chipcon生产的量较多，且分布在水轮发电机组各个工作层面。若

5、采用有CC2430，CC2431设计网络节点，是由大量的WSNs节点、汇线信号传输方案，则电缆敷设工作量大，并且安装与拆卸工聚节点、数据传输模块组成的分布式WSNs系统；中央数据作量大，使用极为不便。2)对于拥有多台发电机组的中小采集控制中心由数据采集监控软件、配置模块、数据库等部型水力发电厂，一般只需在机组安装、大修后以及检修时段分组成。监测系统的体系结构如图1所示。对机组进行振动检测，无需每台机组配置一套永久性监测系统，因而，采用有线信号传输模式的系统造价在众多中小型水力发电厂难以承受，不利于推广应用。而无线传感器网络(WSNs)振动监测系统，通过设置多个无线传感器节点，把各个传感器

6、节点实时监测到的有关被测参数发送给监控中心的计算机，监控中心的计算机对采集到的数据进行分析处理，并结合以往的基础数据相比较，判断水轮发电图1监测系统体系结构图机组是否具有潜在危险，从而完全摆脱了永久性监测系统Fig1Architecturestructurediagramofmonitoringsystem收稿日期：2011-07-02基金项目：江西省自然科学基金资助项目(0550029)；江西省教育厅科技基金资助项目(GJJ08281)138传感器与微系统第31卷1．2工作流程当计算机发送命令以后，网关(汇聚节点)接收命令，首先，判断是不是可用的命令，如果可用，根据命令判断计算机需要哪

7、个节点的信息，并向该节点发送命令要求将对应数据传回网关。然后，再将接收到的指定节点的信息通过传感器网络按既定格式发送给Pc机，Pc机经过数据标定处理、数字滤波、数据压缩模块、将数据送人到实时数据库中进行实时数据处理并显示。最后，再根据系统的设定(如定期或者定量)将实时数据库中的数据送入到历史数据库中。2WSNs节点设计图3CC2430外围电路2．1硬件设计Fig3PeripheralcircuitofCC2430WSNs节点要实现对