鋼鐵行業(yè)無線振動傳感器應(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)等細分行業(yè)，是國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械設(shè)備，這些設(shè)備價值十分昂貴，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，往往一臺機械設(shè)備出現(xiàn)故障，就會使整個生產(chǎn)受到影響，甚至被i迫停產(chǎn)檢修，不但影響生產(chǎn)計劃的完成，而且會給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失，所以對關(guān)鍵設(shè)備運行狀態(tài)的振動監(jiān)測有著重大意義。微機電系統(tǒng)是微電路和微機械按功能要求在芯片上的集成，尺寸通常在毫米或微米級，自八十年代中后期崛起以來發(fā)展極其迅速，被認為是繼微電子之后又一個對國民經(jīng)濟和軍事具有重大影響的技術(shù)領(lǐng)域，將成為21世紀新的國民經(jīng)濟增長點和提高軍事能力的重要技術(shù)途徑。

無線傳感器

無線傳感器網(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、交通運輸和農(nóng)業(yè)下一個演變發(fā)展階段。因此，人們對WSN的關(guān)注度正在穩(wěn)步上升。一個WSN由許多分布于某個地理區(qū)域的傳感器組成。WSN一般都包括一臺主機或者“網(wǎng)關(guān)”，其通過一個無線電通信鏈路與大量無線傳感器進行通信。SigFox用戶按每臺設(shè)備和每天發(fā)送的上行與下行消息數(shù)量付費。數(shù)據(jù)收集工作在無線傳感器節(jié)點完成，被壓縮后，直接傳輸給網(wǎng)關(guān)，或者如果有要求，也可以利用其他無線傳感器節(jié)點來將數(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振動傳感器

本文是對單一基l站覆蓋的無線網(wǎng)絡(luò)進行仿l真，仿l真模擬類型分6組：數(shù)據(jù)傳輸蕞慢、頻率隨機選擇、數(shù)據(jù)傳輸蕞快、距離選擇蕞優(yōu)傳輸參數(shù)、LoRaWAN默認配置及距離選擇蕞優(yōu)傳輸參數(shù)及功率。擴頻信息的發(fā)送速度稱為符號速率Rs ，碼片速率與標稱符號速率之間的比值為擴頻因子SF ，表示每個信息位發(fā)送的符號數(shù)量。因此，LoRaSim不僅能夠體現(xiàn)出LoRa傳輸?shù)奶攸c，還可以對網(wǎng)絡(luò)進行多種形式的規(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)等實際情況。LoRa符號速率表達式為：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的對比實驗，對比變量是載波頻率;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的默認配置，是其他5組的參考實驗;E5是E3的對比實驗，在E3的基礎(chǔ)上，使傳輸功率蕞低。

毫米級定位有超寬帶(Ultra Wide Band，UWB)無載波通信技術(shù)，頻譜范圍寬、脈沖持續(xù)時間短，可實現(xiàn)測距，但定位范圍小，且易受外界影響 ;幾十厘米級定位有GPS GPRS定位技術(shù)，覆蓋范圍較廣、網(wǎng)內(nèi)通信能力較強，但能量消耗高、易被干擾;米級定位有WiFi、藍牙定位技術(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、通信距離長的特點。應(yīng)用在LPWAN中的節(jié)點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對于不需要太多帶寬的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)來說是很好的選擇。本文提出基于TDOA的LoRa定位。