發布日期：2022-05-11 點擊率：64
三軸無線振動烈度節點傳感器，是一種新型的數據采集系統，該系統基于BeeLPW協議，可以自組織形成星型網絡拓撲結構。使用簡單方便，無線數字信號傳輸方式消除了長電纜傳輸帶來的噪聲干擾，整個測量系統具有極高的測量精度和抗干擾能力。無線傳感器節點可以組成龐大的無線傳感器網絡，支持上百個測點同時進行測試。
當需要測量軸的徑向振動時，要求軸的直徑大于探頭直徑的三倍以上。每個測點應同時安裝兩個傳感器探頭，兩個探頭應分別安裝在軸承兩邊的同一平面上相隔90o±5o。由于軸承蓋一般是水平分割的，因此通常將兩個探頭分別安裝在垂直中心線每一側45o，從原動機端看，分別定義為X探頭（水平方向）和Y探頭（垂直方向），X方向在垂直中心線的右側，Y方向在垂直中心線的左側。
軸的徑向振動探頭安裝位置與軸承的大距離。
探頭中心線應與軸心線正交，探頭監測的表面（正對探頭中心線的兩邊1.5倍探頭直徑寬度的軸的整個圓周面，如圖）應無裂痕或其它任何不連續的表面現象（如鍵槽、凸凹不平、油孔等），且在這個范圍內不能有噴鍍金屬或電鍍，其表面的粗糟度應在0.4 um至0.8um之間。
處理器和傳感器模塊的功耗很低，絕大部分的能量都消耗在無線通信模塊上。而無線通信模塊在不同狀態及不同狀態問轉換時,其所耗費的能量大小截然不同。無線通信模塊的狀態可歸結為4種：發射、接收、空閑和睡眠狀態。其中，發射和接收狀態意味著節點正在發送或者接收數據包；空閑狀態下．節點既不發射也不接收數據，只是不斷地偵聽無線信道．這是為了保證在要接收的數據包到達時，節點能夠及時完成接收狀態的轉換。所以空閑狀態下的節點也是要消耗能量的，其值約等于發射狀態下的能耗；節點在處于睡眠模式時能耗最低。此時收發機都處在低能耗甚至關閉狀態。傳輸1bit信息100m需要的能量大約相當于執行3000條計算機指令消耗的能量。
定義收發器處于睡眠狀態下的時間即睡眠時間為TS，處于空閑狀態下的時間為T1，收發器從睡眠狀態轉換到空閑狀態所需的時間為Tw，接收狀態和發送狀態之間相互轉換所需的時間為TT，由空閑狀態轉換為發射或接收狀態時．轉換時間很快，可忽略。
在ZigBee網絡中．協調器在有信息要接收或發送時會發出信標信號。其他節點在絕大多數時間內則處于睡眠模式，定期醒來接收信標信號。當節點發現信標信號所指向的地址是自己時。發送響應信號給協調器以接收數據。信息交換過程如圖所示。
圖中，傳輸的信息包可分為數據包和控制包，兩者都有固定的長度和傳輸時間。數據包和控制包的傳輸時間分別為TD和TC。假設協凋器以速率λ將數據傳輸給所屬的N個分節點，則每個分節點與協調器之間的傳輸速率為λ／N．即每個節點平均每L秒收到一個數據包(L=λ/N)。因此，協調器可
以承受的最大傳輸速率為
式(1)未考慮信息包之間的碰撞。實際上，為了避免包的碰撞，IEEE802.15.4提出了CSMA／CA協議(載波監聽多路訪問／沖突避免方法)，具有相當高的可靠性。
每個節點接收一個信號包的平均損耗功率為：
其中，等式右邊的第1項Ps為節點在睡眠狀態下損耗的功率；第2項為睡眠狀態和空閑狀態下，節點通電和聽取長度為TC的信標信號所損耗的功率；第3項為平均每接收一個信息包即每L秒發送響應信號和接收數據包所損耗的功率。PRX為接受狀態下消耗的平均功率，PTX為發射狀態下消耗的平均功率。
傳輸時延是指信息包在協調器和終端節點之間傳輸的時問間隔，主要取決于通信信道的質量，因此可作為通信信道質量的一個標志翻。ZigBee網絡的傳輸時延為
式(3)中，TS+T1+2TC+2TT+TD為協調器向傳感器節點發送信息包的傳輸時延，2TC+2TT+TD為傳感器節點向協調器發送信息包的傳輸時延。
由式(2)、式(3)可知，睡眠時間TS越小，傳輸時延越小，通信質量越高，但能耗越大。因此需要在在能耗與通信質量之間找到一個平衡．既得到滿意的信道質量又盡可能低地降低能耗。
仿真情況：
結果表明，節點的睡眠時間死大于0.5ms后，雖然節點能耗仍隨睡眠時間的增大而減少,但變化曲率已趨于平緩;若睡眠時間大于20ms，傳輸時延的倒數會越來越小且變化曲率趨于平緩．即傳輸時延會劇烈增大。通信質量急劇下降。因此．節點合適的睡眠時間應保持在20ms以內．即最多每隔20ms,節點應醒來接收信標信號，檢查是否有通信要求．這樣才能保證網絡具有一定的通信質量，同時節點的能耗也可以盡可能地降低。——個人認為應視具體應用來分析。
說明：本文為個人整理的學習資料，隨時更新，轉載請注明出處，謝謝！
本文內容參考自文獻：《基于ZigBee的無線傳感網絡節點能耗性能分析》
《ZigBee無線傳感器網絡節點的低功耗設計》
2010.8.26 ～XF
龍源期刊網
無線傳感器網絡節點調度算法
作者：王兵
來源：《硅谷》
2011
年第
05
期
摘要：
提出一種用于無線傳感器網絡的正三角形剖分節點調度算法，該算法把網絡中各
個節點的感知區域剖分成正三角區域。為避免出現網絡盲點，在已提出算法的基礎上又提出基
于鄰居節點信息的正三角形剖分節點調度算法。仿真結果表明，基于鄰居節點信息的正三角形
剖分節點調度算法能達到較好節能的效果，可以在保證覆蓋范圍的基礎上延長網絡的生存時
間。
關鍵詞：
無線傳感器網絡；節點調度算法；正三角形剖分
中圖分類號：
TN915.04
文獻標識碼：
A
文章編號：
1671
－
7597
（
2011
）
－
01
0
引言
無線傳感器網絡是目前研究的熱點之一，網絡中的節點通過攜帶能量有限的電池來供電，
因此在無線傳感器網絡設計中，任何技術和協議的使用都要以節能為前提，節能技術水平也將
伴隨著無線傳感器網絡的發展而不斷提高
[1]
。
針對無線傳感器網絡的特點，本文提出一種正三角形剖分節點調度算法，該算法將網絡中
每個節點的感知區域剖分成正三角區域，并針對網絡中的盲點，提出了基于鄰居節點的正三角
形剖分的節點調度算法，以有效地解決可能出現盲點的情況。
1
正三角形剖分節點調度算法
1.1
基礎理論
引理
1
：假定以正三角形
BCD
中心
O
為圓心，
r1
為半徑作圓
M1
，若延長
DO
交圓
M1
于
A
，令
r2=DA
。取圓
M1
上任意一點
M
為圓心，
r2
為半徑作圓
M2
，則這些圓一定能覆蓋正三
角形
BCD
。
引理
2
：假定以邊長為的正三角形
BCD
的中心
O
為圓心，
r1
為半徑作圓
M1
，若取圓
M1
上或圓
M1
內任意一點為圓心，
r2
為半徑作圓
M2
，則這些圓一定能覆蓋正三角形
BCD
區域的
充要條件是
。
1.2
算法描述
集中供暖無線溫度監測系統公司簡介以低功耗智能無線通信產品和分布式云端物聯網數據服務平臺相融合的系統產品與解決方案供應商擁有自主知識產權的無線自組網技術超低功耗射頻技術和分布式云組態大型服務軟件應用領域智能電網消防安防節能降耗冷鏈追溯管理工業傳感器智能消費電子溫度監測信息化帶來的效益社會效益經濟效益核心技術系統架構方案系統架構方案系統架構方案注每個節點都具有功能產品優勢信息化管理系統永不掉線信息安全數據保存于云端數據傳輸中斷重連后加密技術保障服務器中提供數據即可恢復中斷期間的數據安全挖掘信息數據網
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