基于星型無線傳感器網(wǎng)絡的機械故障診斷系統(tǒng).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡能有效地彌補傳統(tǒng)有線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)針對機械密封環(huán)境或旋轉環(huán)境中關鍵零部件故障診斷的局限。但由于機械振動信號采集需要較高的采樣頻率，產(chǎn)生大量的診斷數(shù)據(jù)，而無線傳感器網(wǎng)絡的帶寬有限、節(jié)點處理存儲能力有限，無法實現(xiàn)大量原始數(shù)據(jù)的實時傳輸和在線監(jiān)測。一種可行的思路是先在各采集節(jié)點上進行振動信號特征提取，通過傳輸數(shù)據(jù)量較小的特征信號代替原始信號，然后上位機終端利用各節(jié)點信號特征值進行初步故障診斷，最后綜合各節(jié)點的初步診斷信息得到準確的

2、診斷結果。
　　本文首先詳細分析了系統(tǒng)需求，確定系統(tǒng)硬件設計和選擇，包括雙處理器模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、電源模塊、無線通信模塊的設計和選擇；對軟件協(xié)議棧進行設計和選擇，包括唯一地址分配自組網(wǎng)、星型網(wǎng)絡拓撲結構、多節(jié)點同步采集、可靠的數(shù)據(jù)傳輸機制的選擇和設計，進而提出了適用于機械故障診斷的無線傳感器網(wǎng)絡體系。由于節(jié)點計算存儲資源有限，傳統(tǒng)有線機械故障診斷方法，因算法復雜并不能直接用于無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點上。因此本文提出了基于

3、星型無線傳感器網(wǎng)絡的機械故障診斷方法。即在終端節(jié)點提取時頻域特征集，采用散布矩陣進行特征分類能力排序，取前5個特征值表征機械狀態(tài)；將各節(jié)點的特征值傳至上位機進行算法較為復雜的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡的初步故障診斷和DS證據(jù)理論的多節(jié)點決策融合；將診斷結果顯示在上位機故障診斷軟件界面。利用此方法可以有效地降低傳感器節(jié)點負載，節(jié)省網(wǎng)絡帶寬，降低節(jié)點能耗，提高機械故障診斷效率和診斷結果的準確率。設計一套完整的星型無線傳感器網(wǎng)絡機械故障診斷系統(tǒng)，采用基于