论文摘要
随着无线传感器网络技术的快速发展,其应用领域越来越广泛,无线传感器网络应用于工业监视和控制的优势日趋明显。无线传感器网络中,链路的稳定性难以保证,通信信道质量比较低,拓扑变化比较频繁。如何提高通信的可靠性是无线传感器网络的重要研究内容,也是无线传感器网络应用于工业监控的关键问题。本文研究了无线传感器网络协议的可靠性改进并在此基础上实现焊机无线群控系统的开发。主要内容包括焊机无线群控系统的硬件设计、基于无线传感器网络的焊机群控系统的软件设计以及无线传感器网络协议的可靠性改进和应用程序的可靠性设计研究,实现了高可靠性的焊机无线群控系统。本文首先介绍了焊机无线群控系统的硬件设计。系统硬件包括无线节点和无线基站,无线基站电路是无线节点的一个子集。硬件电路包括核心模块、电源模块、无线通信模块、串口通信模块和指示设置模块。硬件电路是整个系统功能和性能的基础,其设计是否合理对节点乃至整个系统的可靠性有很大的影响,因此需要从芯片选型、外围电路设计和PCB设计等多个方面综合考虑。然后,进行了焊机无线群控系统的软件设计。焊机无线群控系统的基站和节点的嵌入式软件是在无线传感器网络协议PS-WSN的基础上开发的,在简要介绍了网络协议提供给应用层的配置文件和接口函数后,以流程图形式给出了焊机无线群控系统的基站和节点的应用程序设计。最后,详细介绍了无线传感器网络协议的可靠性改进研究与实现及应用程序中提高可靠性的方法。协议的改进主要包括通过增加路由重发机制和路由队列来提高单跳传输可靠性、通过改进邻居发现机制和父节点选举机制来加快网络的组网和自修复、通过加入路由和终端分开的机制及固定父节点选举机制使网络可以在不同应用环境下方便进行人为优化配置。实验证明,改进后的无线传感器网络协议可靠性有了很大提高,可以满足焊机监控的要求。应用程序中通过减小网络负载和串口负载提高上行数据的可靠性,使用三重ACK机制确保下行数据的可靠性,采用HDLC协议加强串口的容错性,利用看门狗技术保证系统的稳定性。焊机无线群控系统已经成功通过了工业现场的长时间考验,性能稳定可靠。本文改进了无线传感器网络路由协议的可靠性机制,有效提高了无线传感器网络的可靠性,拓宽了无线传感器网络的应用领域,增强了无线传感器网络的实用性；设计实现了基于无线传感器网络协议的焊机群控系统,该系统大大降低了成本,增加了安装灵活性,减少了故障率,具有广阔的市场前景。目前,焊机无线群控系统正在进入市场推广阶段。
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标签：无线传感器网络论文; 焊机无线群控系统论文; 工业监控论文; 可靠性改进论文;