隨著計算機技術、通信技術以及微電子技術的發(fā)展,目前國內外在電機運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)上的研究和應用已經(jīng)取得了長足的進步,短短十幾年間,從原始的人力監(jiān)測機制發(fā)展到現(xiàn)今的在線監(jiān)測系統(tǒng)。在線監(jiān)測具有傳輸數(shù)據(jù)及時、節(jié)省人力資源、運行穩(wěn)定可靠的特點,但由于數(shù)據(jù)傳輸多采用有線網(wǎng)絡(如光纖、雙絞線、CAN總線等),因此布線繁瑣、網(wǎng)絡維護困難、消耗大量人力物力資源。為了解決這些問題,亟待引入一種新型的、無需布線的網(wǎng)絡。
近幾年興起的基于Zigbee的無線傳感器網(wǎng)絡由于其成本低廉、布撒方便、無需維護的特點,非常適用于環(huán)境惡劣、需大面積監(jiān)測或人力無法靠近的場合。無線傳感器網(wǎng)絡最初應用于海底探測、軍事應用、森林監(jiān)測等人力接近較困難的領域[1]。隨著無線通信技術、微系統(tǒng)技術與嵌入式技術的日益成熟,無線傳感器網(wǎng)絡可靠性逐漸提高,應用的范圍也日漸廣泛,如健康狀況監(jiān)測[2]、機械制造[3]、礦井安全監(jiān)測[4]、家庭安防[5]等要求高可靠性的領域也開始引入無線傳感器網(wǎng)絡。
基于無線傳感器網(wǎng)絡的以上特點,應用無線網(wǎng)絡替代現(xiàn)有的在線監(jiān)測系統(tǒng)所使用的有線網(wǎng)絡不失為一種有效可行的方法。本文將無線傳感器網(wǎng)絡引入電機運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中,并根據(jù)電機運行狀態(tài)監(jiān)測環(huán)境本身的特點應用定向洪泛路由策略,設計基于Atmega128和CC2420的網(wǎng)絡硬件系統(tǒng),對傳統(tǒng)無線傳感器網(wǎng)絡進行改進,使其更好地適用于電機運行狀態(tài)的監(jiān)測。實驗結果表明,應用該系統(tǒng)對異步電機的定子溫度進行監(jiān)測,能夠實時、有效地采集數(shù)據(jù)。
1 無線傳感器網(wǎng)絡監(jiān)測系統(tǒng)特性
無線傳感器網(wǎng)絡通過一組由無線方式連接的傳感器節(jié)點感知、采集和處理信息,具有成本低、靈活性強的特點。無線傳感器網(wǎng)絡基本設計如圖1所示,節(jié)點隨機地散布在觀測區(qū)域內,各個普通節(jié)點(node)與各自的匯聚節(jié)點(sink)通信,發(fā)送所采集到的數(shù)據(jù)并接收控制命令。