无线传感器网络多级分层融合的机械设备故障诊断

发布时间：2016-07-04 00:06

  本文关键词：无线传感器网络多级分层融合的机械设备故障诊断，由笔耕文化传播整理发布。

《重庆大学》 2014年

无线传感器网络多级分层融合的机械设备故障诊断

邓兵  

【摘要】：无线传感器网络作为一种全新的信息获取和处理系统，具有自组织、自适应、部署灵活、可扩展、智能处理等特点，用来构建无线、分布式机械设备故障诊断系统，能够弥补有线诊断系统在某些应用中布线复杂、部署成本较高、维护性和扩展性差等缺点，如实现密封、移动或旋转部件的故障监测以及使用过程中关键部件的振动、形变或裂痕扩大等故障检测，具有巨大的工程应用价值。 然而，无线传感器网络应用于机械设备故障诊断领域，由于网络带宽十分有限，感知/传送式的信息处理模式不能满足应用的需求，而能力和能量有限的节点如何实现机械故障复杂的数据监测和信息报告是无线传感器网络中需要解决的首要问题。无线传感器网络必须使用感知/处理式的信息处理模式，利用数据融合技术，在各节点上对数据进行融合，才能减少网络冗余数据和通信量、节省节点能量、提高信息收集效率和系统运行速度。因此，本文提出无线传感器网络多级分层融合的机械设备故障诊断，对于实现无线传感器网络机械设备故障诊断应用具有重要意义。 根据机械设备故障诊断应用的特点，论文详细分析无线传感器网络的机械设备故障诊断系统需求，构建了无线传感器网络多级分层信息融合机械故障诊断体系结构，，将无线传感器网络信息融合分为数据级融合、特征级融合及决策级融合三个级别，讨论无线传感器网络节点硬件平台以及机械故障诊断的无线传感器网络通信协议栈的设计原则，分析了作为无线传感器网络通信协议首选的IEEE802.15.4协议及其采用的频段特性和扩频机制，介绍了以此为基础的ZigBee协议规范特点。 讨论无线传感器网络多级分层信息融合的机械故障诊断方法，给出了WSNs多级分层融合的故障诊断框架，终端节点对原始振动信息进行数据级融合以提取混合域特征集，簇头节点对特征信息采用径向基神经网络进行特征级融合以得到模式识别结果，采用DS证据理论，网关节点对识别结果进行决策级融合以评估机械设备运行状态。利用多级融合将计算任务分配给各层节点，有效地均衡传感器节点计算负载，通过传输少量特征信息来替代大量原始振动信号传输，降低网络数据传输总量，节省网络带宽，降低网络能耗。 设计出一套完整的无线传感器网络多级分层融合的机械设备故障诊断系统，采用双核心WSNs-G2.2节点硬件平台，开发一套高效低复杂度嵌入式信号处理单元，使得节点具有振动数据实时融合能力，采用海量存储系统与数据管理，实现大量振动数据实时存储与有效管理，设计出各层节点数据融合软件，构建机械故障诊断无线传感器网络分层网络监测架构，对多级融合命令包和数据包的传输格式进行规范和说明，开发上位机监测平台，并通过实验表明该方法能有效地应用于无线传感器网络机械设备故障诊断。 文章最后对本文工作进行总结，并展望下一步的研究方向。

【关键词】：
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP212.9;TN929.5
【目录】：

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1 于进才,马岚,任晓明;蓝牙技术的现状及发展[J];电子技术应用;2004年06期

2 周雄;唐一科;陈鹏;周扬胜;;模糊神经网络用于齿轮装置故障的逐次诊断法[J];重庆大学学报;2008年11期

3 王红军;徐小力;万鹏;;基于轴心轨迹流形拓扑空间的转子系统故障诊断[J];机械工程学报;2014年05期

4 陈文周;;WiFi技术研究及应用[J];数据通信;2008年02期

5 蔡型,张思全;短距离无线通信技术综述[J];现代电子技术;2004年03期

6 徐春梅;张浩;彭道刚;;基于改进D-S的汽轮机组集成故障诊断研究[J];系统仿真学报;2011年10期

7 蒋玲莉;刘义伦;李学军;陈安华;;基于SVM与多振动信息融合的齿轮故障诊断[J];中南大学学报(自然科学版);2010年06期

8 汤宝平;黄庆卿;邓蕾;刘自然;;机械设备状态监测无线传感器网络研究进展[J];振动.测试与诊断;2014年01期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 何文德;杨凤年;刘光灿;;无线传感器网络在文物保护中的应用[J];安防科技;2007年07期

2 刘海波;邹涛;翁哲;;无线传感器网络在执勤枪械定位中的应用[J];安防科技;2009年09期

3 张开风;胡艳军;许耀华;姜新红;仇乐乐;王福俊;高韦;丁胜建;;WSN与GPRS结合的远程图像等数据采集系统设计[J];安徽大学学报(自然科学版);2011年04期

4 林丽萍;;无线传感器网络节点的研究与应用[J];安徽职业技术学院学报;2010年04期

5 余华;孙艳红;车银超;郭玉峰;;无线传感器网络在现代农业中的应用[J];安徽农业科学;2010年04期

6 余华;吕宁波;;基于无线传感器网络的农田信息管理系统的研究[J];安徽农业科学;2010年32期

7 范书平;高巍;马宝英;;一种无线温度传感器网络中节能的路由协议[J];安徽农业科学;2011年02期

8 杨治秋;柴宝杰;;无线传感器网络在农业信息监控系统中的应用[J];安徽农业科学;2011年35期

9 归奕红;;无线传感网应用于设施农业的节能方案研究[J];安徽农业科学;2012年02期

10 秦玉伟;彭燕;;能量非均衡节点在无线传感网络立体空间的LEACH路由研究[J];安徽农业科学;2012年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 张维勇;张芬;马学森;;基于IEEE802.15.4的一种分簇算法研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年

2 石为人;张阳;邓鹏程;;传感器网络局部时间同步协议研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年

3 刘增力;李雯霏;龙华;朵琳;;能量相关DSR协议OPNET仿真及性能分析[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年

4 罗旭;柴利;杨君;;无线传感器网络TTSL迭代定位算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年

5 任玲;唐昊;周雷;魏振春;;一种能量高效的无线传感器网络自适应传输方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年

6 何坚;方康玲;李晓卉;韩维;;基于无线传感器网络的涉密载体智能监管系统研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年

7 张宇;陈金鹰;;WiFi发展的思考[A];四川省通信学会2011年学术年会论文集[C];2011年

8 陈传友;张在琛;;基于ADF7020-1的无线收发模块的设计与实现[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年

9 丁飞;马小铁;;LEACH协议在群体生理参数采集中的实现[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年

10 于亮亮;刘刚;王俊;;基于IEEE802.15.4的温室环境信息采集系统[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年

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1 王蕊;无线传感器网络部署与拓扑控制研究[D];哈尔滨工程大学;2009年

2 孙玉婷;基于柱形换能器的水下传感器网络组网协议研究[D];中国海洋大学;2009年

3 罗汉江;海洋监测传感器网络关键技术研究[D];中国海洋大学;2010年

4 郭瑛;基于事件触发的无线传感器网络关键技术研究[D];中国海洋大学;2010年

5 周鹏;水下传感器网络海上试验平台的研究与设计[D];中国海洋大学;2010年

6 张书奎;无线传感器网络中信息分发的可靠性研究[D];苏州大学;2010年

7 高艺;能源自给低功耗无线传感器网络关键技术研究[D];南开大学;2010年

8 吴磊;无线自组织网络中的路由技术相关问题研究[D];电子科技大学;2010年

9 陈伟;多跳无线网络路由关键技术研究[D];电子科技大学;2010年

10 王晓敏;无线传感器网络数据收集与路由协议研究[D];电子科技大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 叶青;基于可信的无线传感器网络认证技术的研究[D];安徽工程大学;2010年

2 谌业滨;无线传感器网络自身健康状态融合机制研究[D];南昌航空大学;2010年

3 乔田田;无线传感器网络路由协议研究[D];山东科技大学;2010年

4 骆科学;基于ZigBee的无线传感器网络节点在矿井机车运输监控系统中的应用研究[D];山东科技大学;2010年

5 彭慧;面向离散型制造业的嵌入式MES检测终端开发[D];浙江理工大学;2010年

6 闭启礼;水文传感器网络部署优化研究[D];郑州大学;2010年

7 张振;基于无线传感器网络的粮仓监控系统研究[D];郑州大学;2010年

8 张永琦;无线传感器网络中基于网关的分级簇算法研究[D];郑州大学;2010年

9 张磊;基于无线传感器网络的实验管理系统的设计与实现[D];郑州大学;2010年

10 刘兰涛;无线传感器网络中时间同步技术的研究[D];郑州大学;2010年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 叶伟松;袁慎芳;;无线传感网络在结构健康监测中的应用[J];传感技术学报;2006年03期

2 安连锁,胡爱军,唐贵基,向玲;采用数学形态滤波器的轴心轨迹提纯[J];动力工程;2005年04期

3 孙全,叶秀清,顾伟康;一种新的基于证据理论的合成公式[J];电子学报;2000年08期

4 汤宝平;阮启东;裴勇;;无线传感器网络倍增超周期多信道MAC协议设计[J];重庆大学学报;2012年11期

5 廖志伟,叶青华,王钢,文福拴;基于GRNN的多故障自适应电力系统故障诊断[J];华南理工大学学报(自然科学版);2005年09期

6 李舜酩;谐波小波包方法及其对转子亚频轴心轨迹的提取[J];机械工程学报;2004年09期

7 于德介,杨宇,程军圣;一种基于SVM和EMD的齿轮故障诊断方法[J];机械工程学报;2005年01期

8 黎敏;阳建宏;徐金梧;杨德斌;;基于高维空间流形变化的设备状态趋势分析方法[J];机械工程学报;2009年02期

9 孙斌;薛广鑫;;基于等距特征映射和支持矢量机的转子故障诊断方法[J];机械工程学报;2012年09期

10 冯辅周;司爱威;饶国强;江鹏程;;基于小波相关排列熵的轴承早期故障诊断技术[J];机械工程学报;2012年13期

【相似文献】

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1 纪红;无线传感器网络:未来新的高技术产业[J];当代通信;2004年21期

2 李志刚,周兴社;传感器网络[J];计算机应用研究;2004年12期

3 臧丽娜;许明;赵晶;;无线传感器网络的研究与应用[J];商场现代化;2006年27期

4 胡晓荷;;将安全从鸵鸟做到麻雀——北京理工大学胡昌振教授谈无线传感器网络安全[J];信息安全与通信保密;2006年10期

5 刘月阳;李娜娜;纪红;乐光新;;无线传感器网络中基于能量的成簇协议[J];无线电工程;2006年10期

6 马碧春;;无线传感器网络在医疗行业的应用展望[J];中国医院管理;2006年10期

7 戴宁江;邱慧敏;;无线传感器网络的安全问题及对策[J];中国无线电;2006年10期

8 姜华;袁晓兵;付耀先;刘海涛;;无线传感器网络中信道仿真模型的研究[J];计算机仿真;2006年11期

9 邱建林;陆桑璐;陈道蓄;;一种无线传感器网络的多优先级数据聚集协议[J];小型微型计算机系统;2006年11期

10 陆克中;黄刘生;万颍渝;徐宏力;;无线传感器网络中传感器节点的布置[J];小型微型计算机系统;2006年11期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 唐云龙;;无线传感器网络系统实验分析[A];工程设计与计算机技术：第十五届全国工程设计计算机应用学术会议论文集[C];2010年

2 杜景林;陈力军;谢立;;无线传感器网络与互联网集成体系结构[A];2008年全国开放式分布与并行计算机学术会议论文集(下册)[C];2008年

3 刘昊;;面向电子智能服装的人体无线传感器网络构建[A];“力恒杯”第11届功能性纺织品、纳米技术应用及低碳纺织研讨会论文集[C];2011年

4 李华;李文秀;;无线传感器网络技术在养殖业污染防治上的应用前景[A];全国畜禽和水产养殖污染监测与控制治理技术交流研讨会论文集[C];2008年

5 李洁;任海风;;K重覆盖无线传感器网络优化[A];中国计量协会冶金分会2011年会论文集[C];2011年

6 余旻晖;唐亮;;无线传感器网络技术现状及应用[A];中国通信学会信息通信网络技术委员会2011年年会论文集（下册）[C];2011年

7 李凤保;李凌;;无线传感器网络技术综述[A];第七届青年学术会议论文集[C];2005年

8 吴晓蓓;黄成;徐志良;;传感器网络工作效率研究[A];2005全国自动化新技术学术交流会论文集（三）[C];2005年

9 吴荣泉;钱立群;;无线传感器网络概述[A];普适计算及其软件新技术——第三届长三角计算机科技论坛文集[C];2006年

10 孙丹宁;;影响无线传感器网络性能实现的关键因素分析[A];2006全国复杂网络学术会议论文集[C];2006年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 罗清岳;[N];电子资讯时报;2007年

2 ;[N];中国计算机报;2006年

3 美国专利律师 谭文晔　薛之扬;[N];科技日报;2010年

4 本报记者 赵建国;[N];中国知识产权报;2011年

5 樊哲高;[N];中国电子报;2012年

6 本报记者 王博;[N];计算机世界;2012年

7 温雅路;[N];人民邮电;2008年

8 林宗辉;[N];电子资讯时报;2007年

9 赛迪顾问信息产业研究中心高级咨询师 王坤;[N];通信产业报;2009年

10 本报记者 张彤;[N];网络世界;2010年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 刘华峰;传感器网络三维拓扑组织及分簇算法研究[D];国防科学技术大学;2007年

2 高英明;无线传感器网络能量管理技术与理论研究[D];大连理工大学;2009年

3 刘明;无线传感器网络的资源异构及能效管理研究[D];华中科技大学;2009年

4 唐林俊;无线传感器网络若干基础问题的建模与分析[D];上海大学;2009年

5 崔筱宁;基于传感器网络的扩散型事件监测技术研究[D];中国科学技术大学;2010年

6 陆星家;面向普适医疗的无线传感器网络研究[D];东华大学;2009年

7 霍宏伟;医疗护理无线传感器网络系统关键技术研究[D];北京交通大学;2010年

8 姜楠;无线传感器网络自组织演化模型及其关键技术研究[D];南京航空航天大学;2008年

9 高艺;能源自给低功耗无线传感器网络关键技术研究[D];南开大学;2010年

10 袁久银;无线传感器网络节点能量均衡策略及控制算法研究[D];重庆大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 彭霁;无线传感器网络的节能与可靠性研究[D];电子科技大学;2008年

2 陆莹;基于无线传感器网络的组网可靠性研究[D];天津大学;2007年

3 潘虎;煤矿安全监控无线传感器网络系统研究[D];华中科技大学;2007年

4 张杉;无线传感器网络通信机制的研究[D];电子科技大学;2008年

5 宋保业;无线传感器网络关键技术研究[D];青岛科技大学;2008年

6 米琦;基于多维变换的无线传感器网络定位算法研究[D];上海交通大学;2007年

7 魏宝玲;利用无线传感器网络实施道路维护与监控[D];国防科学技术大学;2006年

8 蔡新文;无线传感器网络路由协议研究[D];西安电子科技大学;2008年

9 陈喆;传感器网络环境下的反监控算法研究[D];湖南大学;2008年

10 张卫华;温室低时延高效无线传感器网络的研究[D];江苏大学;2009年

  本文关键词：无线传感器网络多级分层融合的机械设备故障诊断，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：65467