基于ZigBee的塔机群控无线通信系统实验研究.pdfVIP

学兔兔 第5期 (总第162期) 机 械 工 程 与 自动 化 No．5 2010年 10月 MECHANICAL ENGINEERING AUTOMATION 0ct． 文章编号：1672—6413(2010)05—0001—03 基于ZigBee的塔机群控无线通信系统实验研究 郑夕健，宋争艳，谢正义，费 烨 (沈阳建筑大学 交通与机械工程学院，辽宁 沈阳 110168) 摘要：建立了基于ZigBee技术的塔机群无线通信系统，通过性能测试获得了无线模块实际工作参数，进行理 论计算、环境分析及数据分析，实现了塔机群监控系统的无线通信，为塔机机群监控和信息管理开创了新的方 向。 关键词：ZigBee；塔机群；无线通信 中图分类号：TN92 文献标识码：A 0 引言 功能。上位机通过中心协调器与无线网络通信，接收 由于在施工现场塔机作业过程中存在运动状态以 从塔机监测设备传送上来的数据并做处理，对塔机的 及实际环境中的电机设备会产生电磁噪声，增加了有 运行状态、故障信息能够及时地了解，并将控制信号 线传输的布线难度，并对有线传输信号产生干扰，影 反馈给指定塔机以采取相应的处理措施。 响了整个工程的监控质量及进程n]。研究塔机无线监 2 无线通信系统性能测试 控系统可以提高我国塔机的监测、监控及故障诊断技 为保证获得的数据准确可靠，在进行塔机参数信 术水平，对提高我国塔机及相关工程机械的生产效率、 号采集之前，有必要对数据包进行误码率、丢包率测 优化资源配置具有重要意义。 试。假设通信系统要保证在0．5 S内扫描接收2o台塔 1 塔机群无线通信系统 机的工作参数，按每台塔机50个字节的数据包，则其 塔机群无线通信系统总体结构如图1所示，从功 传输速率为：50×2O×8／0．5—16 000 b／s。传输时延 能上可分为设备层、网络层及应用层3部分。 要求为最大25 ms。 1．1 设备层 2．1 通信性能测试 由塔机监测系统中的传感器和单片机完成工作参 模拟塔机建筑群环境，设 点为中心节点用来接 数的采集和转换处理，并将处理后的数据通过RS232 收数据，B点为终端节点进行数据发送，均与电脑连 串口发送给无线模块，同时也可以接收主控系统发送 接。 点位于沈阳建筑大学高层十二楼的窗口位置，离 的控制信号，进行设备监控。 地高度约36 1TI；B点在长廊三楼一号门位置，距A点 1．2 ZigBee无线通信网络 300 m，离地面8 m，周围有金属钢筋、混凝土建筑和 终端设备节点与中心协调器通过无线网络按照一 树林等于扰物。 定的处理算法实现通信。为适应塔机的施工环境，要 、 B两点传输速率测试为37 236．36 b／s。由B点 求无线路由节点的摆放顺序具有随机性，根据现场塔 以0．5 S为周期 固定发送2O B的数据，测试时间 机作业数量可以随意增减，不受数量的限制。当系统 10 min，确保实际测试比特数目大于最低要求比特数 中的一个节点失效或者随意移动任意一个无线路由节 目。误码测试结果见图2，在95 置信度的前提下，无 点位置或增减无线节点的数量，网络能够自动愈合、重