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装配车间无线传感器网络应用关键技术研究

作 者: 于红丞
导 师: 朱海平
学 校: 华中科技大学
专 业: 机械电子工程
关键词: 无线传感器网络?装配车间?路由设计?数据采集?闭环监控
分类号: TN929.5
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 4次
引 用: 0次
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内容摘要


汽车、工程机械、装备制造等行业产品的最终装配,是一项涉及到人员、设备、物料、工艺方法、生产环境等诸多因素的复杂性工程。在企业信息化装配执行及监控过程中,面临着诸多问题和需求,例如信息采集费时滞后、状态监控不准确等。随着物联网技术的发展,以无线传感器网络为代表的先进数字化技术,能够实现物与物之间、人与物之间的泛在连接,为装配车间的智能化制造执行提供了新的解决途径。本文针对于装配过程中的问题和需求,在结合无线传感器网络技术特点的基础上,进行了装配车间无线传感器网络应用的关键技术研究。本文的主要研究内容如下:在总结装配车间的特点的基础上,从生产过程动态感知、设备资源实时监控、物流过程精益管理等三方面进行了应用需求分析并研究了装配车间无线传感器网络的适用性,引出了从路由设计数据采集、闭环监控等三个角度进行的无线传感器网络应用关键技术的研究。针对装配车间中复杂的应用环境,在LEACH分簇路由协议算法的基础上,提出了改进路由算法,仿真比较显示,该路由算法能够延长网络生存周期,具有更好的能量均衡特性。针对实时准确地获取装配车间状态信息的应用需求,结合企业现有的网络应用,设计了基于无线传感器网络的装配车间数据采集系统,并从网络节点硬件、节点软件、系统平台等三方面进行了系统开发,从而实现了全面的车间状态实时感知。该系统灵活性高,具有良好的扩展性。针对装配车间设备资源远程灵活监控的应用需求,以PLC为例,结合无线传感器网络,设计了PLC远程闭环监控系统。该系统能够实现从设备控制命令执行到设备状态信息获取的灵活泛在闭环监控,并以工位物料配送为对象,进行了应用实现。

全文目录


摘要??4-5
Abstract??5-9
1 绪论??9-18
??1.1 课题来源及背景??9-10
??1.2 无线传感器网络简介??10-11
??1.3 无线传感器网络关键技术研究现状??11-16
??1.4 课题的目的及意义??16
??1.5 本文的主要内容和组织结构??16-18
2 装配车间无线传感器网络应用分析??18-27
??2.1 复杂装配车间的特点??18-19
??2.2 装配车间制造物联技术应用的需求分析??19-22
??2.3 装配车间无线传感器网络适用性分析??22-25
??2.4 装配车间无线传感器网络应用的主要关键技术??25-26
??2.5 本章小结??26-27
3 无线传感器网络分簇路由协议的改进算法??27-39
??3.1 装配车间路由设计难点分析??27-28
??3.2 分簇路由协议??28-29
??3.3 改进分簇路由算法??29-32
??3.4 改进分簇路由算法仿真与结果??32-38
??3.5 本章小结??38-39
4 基于无线传感器网络的装配车间数据采集系统设计与实现??39-50
??4.1 车间状态监测??39-40
??4.2 数据采集系统总体结构??40-41
??4.3 数据采集系统软硬件实现??41-49
??4.4 本章小结??49-50
5 基于无线传感器网络的 PLC 远程闭环监控系统设计与实现??50-61
??5.1 设备资源监控??50-51
??5.2 基于无线传感器网络的 PLC 远程闭环监控系统设计??51-55
??5.3 基于无线 PLC 控制的工位物料配送监控模拟系统实现??55-60
??5.4 本章小结??60-61
6 总结与展望??61-63
??6.1 全文总结??61-62
??6.2 工作展望??62-63
致谢??63-64
参考文献??64-68
附录 硕士期间取得的研究成果??68

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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