ZigBee无线传感器网络的振动数据采集系统设计

ZigBee无线传感器网络的振动数据采集系统设计

ZigBee无线传感器网络的振动数据采集系统设计
数据采集技术是获取信息的主要手段和方法，它是以传感器技术、测试技术、电子技
术和计算机技术等为基础的一门综合应用技术。常用的数据采集多采用传感器，经过一
定的数据变换与计算机通过串口或USB接口相连，由计算机读取传感器数值。随着相关基
础技术的发展，以嵌入式计算机为核心的数据采集系统逐步形成，并占据了测控领域的
统治地位[1]。振动量是测控应用中常要采集的一类数据，如机器的运行状态、动物的运
动量等，都可以通过振动量反应出来。在实际应用中，有线检测往往出现布线困难、扩
展性移植性差等问题，因此，无线检测系统逐渐进入了工程人员视野，最值得期待的便
是ZigBee无线网络的应用。ZigBee技术主要应用在短距离小范围内以及数据传输速率不
高(20~250
kb/s)的各种电子设备之间，其典型的传输数据类型有周期性数据(如传感器)、间歇性数
据（如照明控制）和重复低反应时间数据(如鼠标)[2]。可以看出，ZigBee无线网络应用
于数据采集具有其先天优势。
1 系统基本构架
无线振动数据采集系统如图1所示，左边为无线传感器网络，右边为数据采集终端。采集
终端为一台嵌入式计算机，负责接收传感器数据并进行相关处理；外接一个ZigBee网络
的协调器节点，完成对无线网络的管理。在传感器网络一端，各个传感器均接有一个Zi
gBee节点，其中大部分功能属于终端节点，在网络需要的情况下，可将部分终端节点配
置为路由节点使用，以支持不同的网络拓扑结构。
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2 硬件设计
系统硬件设计包括三种模块：ARM9处理器及其外围支持电路为一块完整的工业控制核心
板；ZigBee网络节点的各功能节点采用独立的模块，模块上集成了射频收发器及控制单
片机；传感器电路需自行设计，将制作成的电路板加接到ZigBee节点即可。
2.1 ARM9处理