鋼鐵行業(yè)無(wú)線振動(dòng)傳感器應(yīng)用

鋼鐵行業(yè)是以從事黑色金屬礦物采選和黑色金屬冶煉加工等工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)為主的工業(yè)行業(yè)，包括金屬鐵、鉻、錳等的礦物采選業(yè)、煉鐵業(yè)、煉鋼業(yè)、鋼加工業(yè)、鐵合金冶煉業(yè)、鋼絲及其制品業(yè)等細(xì)分行業(yè)，是國(guó)家重要的原材料工業(yè)之一?，F(xiàn)代化的大型鋼鐵企業(yè)中往往有許多大型機(jī)械設(shè)備，這些設(shè)備價(jià)值十分昂貴，所起的作用十分重要，而且他們多在重載高速，多塵及有害介質(zhì)等惡劣環(huán)境下繁重的工作，加之冶金生產(chǎn)的連續(xù)性，往往一臺(tái)機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障，就會(huì)使整個(gè)生產(chǎn)受到影響，甚至被i迫停產(chǎn)檢修，不但影響生產(chǎn)計(jì)劃的完成，而且會(huì)給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，所以對(duì)關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的振動(dòng)監(jiān)測(cè)有著重大意義。微機(jī)電系統(tǒng)是微電路和微機(jī)械按功能要求在芯片上的集成，尺寸通常在毫米或微米級(jí)，自八十年代中后期崛起以來(lái)發(fā)展極其迅速，被認(rèn)為是繼微電子之后又一個(gè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和軍事具有重大影響的技術(shù)領(lǐng)域，將成為21世紀(jì)新的國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)和提高軍事能力的重要技術(shù)途徑。

無(wú)線傳感器

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)概況。很明顯，“智能”環(huán)境代表了建筑、公共事業(yè)、工業(yè)、家庭、交通運(yùn)輸和農(nóng)業(yè)下一個(gè)演變發(fā)展階段。因此，人們對(duì)WSN的關(guān)注度正在穩(wěn)步上升。一個(gè)WSN由許多分布于某個(gè)地理區(qū)域的傳感器組成。WSN一般都包括一臺(tái)主機(jī)或者“網(wǎng)關(guān)”，其通過(guò)一個(gè)無(wú)線電通信鏈路與大量無(wú)線傳感器進(jìn)行通信。SigFox用戶按每臺(tái)設(shè)備和每天發(fā)送的上行與下行消息數(shù)量付費(fèi)。數(shù)據(jù)收集工作在無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)完成，被壓縮后，直接傳輸給網(wǎng)關(guān)，或者如果有要求，也可以利用其他無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)來(lái)將數(shù)據(jù)傳遞給網(wǎng)關(guān)。之后，網(wǎng)關(guān)保證該數(shù)據(jù)是系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)。

LORA振動(dòng)傳感器

本文是對(duì)單一基l站覆蓋的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行仿l真，仿l真模擬類(lèi)型分6組：數(shù)據(jù)傳輸蕞慢、頻率隨機(jī)選擇、數(shù)據(jù)傳輸蕞快、距離選擇蕞優(yōu)傳輸參數(shù)、LoRaWAN默認(rèn)配置及距離選擇蕞優(yōu)傳輸參數(shù)及功率。擴(kuò)頻信息的發(fā)送速度稱(chēng)為符號(hào)速率Rs ，碼片速率與標(biāo)稱(chēng)符號(hào)速率之間的比值為擴(kuò)頻因子SF ，表示每個(gè)信息位發(fā)送的符號(hào)數(shù)量。因此，LoRaSim不僅能夠體現(xiàn)出LoRa傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，還可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多種形式的規(guī)劃，如單一基l站覆蓋研究、多基l站覆蓋研究等，并考慮數(shù)據(jù)包堵塞、碰撞、基l站輻射效應(yīng)等實(shí)際情況。LoRa符號(hào)速率表達(dá)式為：6組模擬中，E0中的SF蕞大，BW蕞小，數(shù)據(jù)傳輸蕞慢;E1是E0的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，對(duì)比變量是載波頻率;E2中，SF蕞小，BW蕞大，數(shù)據(jù)傳輸蕞快;E3是根據(jù)距離選擇蕞優(yōu)傳輸參數(shù);E4是LoRaWAN的默認(rèn)配置，是其他5組的參考實(shí)驗(yàn);E5是E3的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，在E3的基礎(chǔ)上，使傳輸功率蕞低。

毫米級(jí)定位有超寬帶(Ultra Wide Band，UWB)無(wú)載波通信技術(shù)，頻譜范圍寬、脈沖持續(xù)時(shí)間短，可實(shí)現(xiàn)測(cè)距，但定位范圍小，且易受外界影響 ;幾十厘米級(jí)定位有GPS GPRS定位技術(shù)，覆蓋范圍較廣、網(wǎng)內(nèi)通信能力較強(qiáng)，但能量消耗高、易被干擾;米級(jí)定位有WiFi、藍(lán)牙定位技術(shù)，精度范圍分別是2 m左右、3～15 m。LPWAN具有覆蓋范圍廣、功耗低、通信距離長(zhǎng)的特點(diǎn)。應(yīng)用在LPWAN中的節(jié)點(diǎn)定位算法必須滿足定位范圍廣、定位功耗低、定位不易受環(huán)境干擾的要求。ZigBee對(duì)于不需要太多帶寬的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)是很好的選擇。本文提出基于TDOA的LoRa定位。