無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集傳輸技術(shù)

無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集傳輸技術(shù)包括WIFI，433MHZ，Zigbee振動(dòng)傳感器，，ZigBee的特點(diǎn)是低功耗、高可靠性、強(qiáng)抗干擾性，布網(wǎng)容易。 通過(guò)無(wú)線中繼器可以非常方便地將網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍擴(kuò)展至數(shù)十倍。但相比于WiFi技術(shù)，Zigbee是低傳輸速率的應(yīng)用。2WiFi的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸速率高，并且支持"永遠(yuǎn)在線"功能。WSN中使用的兩種主要拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：B)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)：在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，如圖5所示，節(jié)點(diǎn)與許多冗余互連連接在一起。但功耗大可靠性及性能低。WiFi設(shè)備的睡眠喚醒時(shí)間一般需要3~5秒。

無(wú)線振動(dòng)傳感器

如在21世紀(jì)的今天，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速的發(fā)展，大型設(shè)備在各行業(yè)中被廣泛使用，這些設(shè)備的組成和結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，功能越來(lái)越完善，自動(dòng)化程度也越來(lái)越高。然而隨之而來(lái)的問(wèn)題是，由于許多無(wú)法避免因素的影響使設(shè)備有時(shí)會(huì)出現(xiàn)各種故障，以致降低或失去其預(yù)期的功能，一旦關(guān)鍵設(shè)備出現(xiàn)故障，將會(huì)造成嚴(yán)重的、災(zāi)難性的事故。例如，1988年2 月我國(guó)的秦嶺電廠200MW的5號(hào)機(jī)組軸系發(fā)生突發(fā)性強(qiáng)烈振動(dòng)，蕞后導(dǎo)致軸系斷裂，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)3000萬(wàn)元；2001年10月，阜新電廠2號(hào)機(jī)組由于未對(duì)振動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)有效的處理，導(dǎo)致斷軸事故的發(fā)生；2008年我國(guó)某大型鋼廠一臺(tái)高爐鼓風(fēng)機(jī)葉片因振動(dòng)折斷，導(dǎo)致了該高爐停產(chǎn)，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)千萬(wàn)元。據(jù)報(bào)道在國(guó)外從七十年代起發(fā)生的類(lèi)似事件就有50多起，這些事故給生產(chǎn)和人們生活造成了巨大的損失。在橋梁上安裝無(wú)線傳感器，可以探測(cè)超過(guò)某一閾值的水位，從而表明該地區(qū)有可能出現(xiàn)山洪。

即使是正常生產(chǎn)中的事故，也會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程不能正常進(jìn)行或機(jī)器設(shè)備損壞而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，正是由于人們?yōu)楦鞣N機(jī)械設(shè)備故障所付出了慘痛代價(jià)，所以各國(guó)都開(kāi)始探索如何避免設(shè)備發(fā)生事故，致力于煤礦機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)的研究。通過(guò)對(duì)相關(guān)模擬仿l真軟件比較和分析，得出LoRaSim所模擬的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃更符合實(shí)際場(chǎng)景中的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)是目前世界上比較先進(jìn)的設(shè)備維護(hù)手段之一。

設(shè)備的故障監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)，就是利用科學(xué)的檢測(cè)方法和現(xiàn)代化技術(shù)手段，對(duì)設(shè)備目前的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和排查，從而判斷出設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的可靠性，確認(rèn)其局部或整機(jī)是否正常運(yùn)行。并對(duì)設(shè)備潛在故障的發(fā)展做出早期預(yù)報(bào)，針對(duì)出現(xiàn)故障原因、產(chǎn)生部位、危害程度等進(jìn)行識(shí)別和評(píng)價(jià)，預(yù)測(cè)潛在故障的發(fā)展趨勢(shì)，迅速地排查故障源，提出維護(hù)對(duì)策或建議，從而提早的減少或者避免故障的發(fā)生。因此，LoRaSim不僅能夠體現(xiàn)出LoRa傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，還可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多種形式的規(guī)劃，如單一基l站覆蓋研究、多基l站覆蓋研究等，并考慮數(shù)據(jù)包堵塞、碰撞、基l站輻射效應(yīng)等實(shí)際情況。

描述振動(dòng)信號(hào)的另一個(gè)重要參數(shù)是信號(hào)的頻率。絕大多數(shù)的工程振動(dòng)信號(hào)均可分解成一系列特殊頻率和幅值的正弦信號(hào)，因此，對(duì)某一振動(dòng)信號(hào)的測(cè)量，實(shí)際上是對(duì)組成該振動(dòng)信號(hào)的正弦頻率分量的測(cè)量。根據(jù)基l站數(shù)目的不同，混合選擇Chan、Taylor及Fang算法。對(duì)傳感器主要性能指標(biāo)的考核也是根據(jù)傳感器在規(guī)定的頻率范圍內(nèi)測(cè)量幅值精度的高低來(lái)評(píng)定。

如今智能傳感器已廣泛應(yīng)用于航天、航海、工農(nóng)業(yè)和交通等各個(gè)領(lǐng)域中。