机械振动无线传感器网络多级分层高精度同步采集方法研究

基本信息
批准号:51375514
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:邓蕾
学科分类:
依托单位:重庆大学
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:汤宝平,何荇兮,吕中亮,黄庆卿,汪欣蕾,邓兵,李成龙,金晓
关键词:
机械振动监测无线振动传感器网络信标时序补偿同步采集多级分层
结项摘要

The multistage stratified high precision synchronous acquisition method for mechanical vibration wireless sensor networks is proposed, in order to satisfy demands of high precision synchronous acquisition in mechanical vibration monitoring, and solve key issues existed in mechanical vibration wireless sensor networks, such as accurate clock synchronization, temporal and spatial jitter, critical multi-hop cumulative synchronization deviation and so on. The research stratagem of this proposed method is as follows. A theoretical system of multistage stratified synchronous acquisition in mechanical vibration wireless sensor networks, which has clock synchronization algorithm, temporal and spatial jitter suppression, multi-hop synchronous acquisition routing protocol and vibration signal adaptive reconfiguration together, will be proposed to form the new principle and the new methods for high precision synchronous acquisition of mechanical vibration based on wireless sensor network. A novel method of time synchronization in mechanical vibration wireless sensor networks based on beacon timing compensation will be proposed to achieve high precision clock synchronization of wireless sensor nodes. A new multi-hop synchronous acquisition routing protocol used in mechanical vibration wireless sensor network will be proposed based on Taylor expansion, to improve the multi-hop synchronous collection precision. Finally, a mechanical vibration monitoring system prototype based on wireless sensor network with high synchronization accuracy will be developed and system performance will be evaluated. The synchronous acquisition method on proposed has important theoretical and practical values, and also for enrichment and development of the mechanical vibration monitoring theory and technology.

提出机械振动无线传感器网络多级分层高精度同步采集方法,目的是满足机械振动监测中高精度同步采集的要求,解决机械振动无线传感器网络时钟精确同步、时间和空间抖动、多跳累积同步误差严重等关键问题。该方法研究思路为:提出集时钟同步算法、时间和空间抖动抑制、全网多跳同步采集路由协议及振动信号自适应重构于一体的多级分层的机械振动无线传感器网络同步采集理论体系,形成机械振动无线传感器网络高精度同步采集的新理论和新方法;提出信标时序补偿的机械振动无线传感器网络时钟同步新方法,实现机械振动无线传感器网络多节点高精度时钟同步;提出基于泰勒展开的机械振动无线传感器网络多跳同步采集路由新协议,提高机械振动无线传感器网络的多跳同步采集精度。最后研发基于无线传感器网络的机械振动高精度同步监测系统原型,进行系统性能评估。该方法可丰富和发展机械振动监测理论和技术,具有重要的理论和实用价值。

项目摘要

机械振动无线传感器网络存在各节点间时钟同步精度低、触发不同步、采样间隔抖动、同步误差累积严重等问题,难以保证各节点同步采集。针对机械振动无线传感器网络高精度同步采集的难题,项目按计划进行了机械振动无线传感器网络跨层同步采集方法研究,研究了无线传感器网络高精度时钟同步、同步触发空间抖动控制、节点采样时间抖动控制以及多跳同步采集精度保持等关键科学问题。.提出了集网络构建、时钟同步、同步触发、同步采集等功能于一体的机械振动无线传感器网络跨层高精度同步采集理论,建立了机械振动无线传感器网络跨层高精度同步采集理论架构。.提出了基于模糊层次分析的机械振动无线传感器网络均衡拓扑构建方法,研究了基于集中关联时序分配方法的信标冲突避免方法。提出了机械振动无线传感器网络单跳跨层时钟同步方法,并基于信标传输延时补偿方法,扩展跨层时钟同步方法,解决多跳采集网络的高精度时钟同步问题。.提出了基于SFD信号的机械振动无线传感器网络单跳跨层触发方法;提出了基于信标传输延时补偿的机械振动无线传感器网络多跳同步触发方法,实现多跳高精度同步触发;提出了基于SFD跨层捕获的机械振动无线传感器网络多跳累积误差补偿方法,降低多跳网络中因晶振频率偏移导致的同步误差。.针对数据采集过程中同步采集精度逐渐降低的问题,提出了晶振频率偏移补偿的同步采集累积误差控制方法,抑制采集过程中晶振频率偏移导致的采集误差;提出了基于同步信息跨层实时跟踪的同步采集累积误差控制方法,动态补偿采集误差,进一步提高同步采集精度;提出基于回归分析的跨层同步采集多跳累积误差控制方法,抑制多跳网络中因随机误差导致的同步累积误差。.研发了机械振动无线传感器网络同步采集系统,包括跨层同步采集节点、网关节点、路由节点以及上位机软件等,并进行系统性能评估和测试应用。.项目研究达到了预期目标,该研究丰富和发展了机械振动监测理论和技术,具有重要的理论和实用价值。.

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

DOI:10.14188/j.1671-8844.2019-03-007
发表时间:2019
2

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
3

跨社交网络用户对齐技术综述

跨社交网络用户对齐技术综述

DOI:10.12198/j.issn.1673 − 159X.3895
发表时间:2021
4

城市轨道交通车站火灾情况下客流疏散能力评价

城市轨道交通车站火灾情况下客流疏散能力评价

DOI:
发表时间:2015
5

基于FTA-BN模型的页岩气井口装置失效概率分析

基于FTA-BN模型的页岩气井口装置失效概率分析

DOI:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.04.015
发表时间:2019

相似国自然基金

1

机械振动无线传感器网络低时延数据预处理方法研究

批准号:51605065
批准年份:2016
负责人:黄庆卿
学科分类:E0511
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
2

新型无线传感器网络模式下机械振动监测新方法研究

批准号:50875272
批准年份:2008
负责人:汤宝平
学科分类:E0511
资助金额:38.00
项目类别:面上项目
3

机械振动无线传感器网络大量数据低功耗高效可靠传输方法研究

批准号:51675067
批准年份:2016
负责人:汤宝平
学科分类:E0511
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
4

基于自适应动态规划的能量采集无线传感器网络优化设计方法研究

批准号:61673055
批准年份:2016
负责人:肖文栋
学科分类:F0303
资助金额:61.00
项目类别:面上项目