论文部分内容阅读
论文针对传统大型起重机监测系统使用有线传输容易带来采集点移动性差、布局和扩展不便等问题,设计了一种基于6LoWPAN的起重机能耗监测的无线传感器网络系统。这为起重机能耗、安全状况的监控和其设计改造提供了数据支撑。论文选题源于江苏省质量技术监督局“起重机能耗检测与评价技术研究”科技项目。论文主要进行了以下研究: 首先分析了无线传感器网络的发展现状与趋势,结合起重机行业的自身需求,给出了基于无线传感器网络的起重机能耗监测系统的总体架构。并且分析了该系统需要采集的物理量、相应的传感器类型和部署点,对系统采集网络进行了总体设计。分析了目前主流的无线方案,确定了适合起重机工作环境的CC2530射频芯片,并设计了它与常见传感器接口的硬件连接方法。 然后分析了6LoWPAN体系结构中各层使用到的关键技术。结合Contiki源码,总结了各层的功能与特定功能的配置方法。通过对UDP数据包在6LoWPAN体系结构中的处理流程作详细分析与阐述之后,总结出应用层向下调用的接口函数。将Contiki2.6系统移植到了CC2530芯片上,分析了RPL路由协议和RPL路由功能模块在Contiki系统中的配置方法,并且在CC2530上实现了RPL路由功能,完成了无线传感网络和 IPv6网络的互联。在此基础之上,设计了传感器在Contiki系统下的驱动程序和节点应用层数据采集程序。 最后,为了验证系统的传感器数据采集功能和无线多跳通信性能,在Cooja上进行了通信仿真、RPL网络拓扑构建测试,和起重机现场采集测试。并且测试了采集节点数量对无线传感器网络丢包率的影响。测试结果表明,该网络达到原定设计目标,能够满足起重机能耗监测的需求。