无线传感器网络的电机运行状态监测系统设计

随着计算机技术、通信技术以及微电子技术的发展，目前国内外在电机运行状态监测系统上的研究和应用已经取得了长足的进步，短短十几年间，从原始的人力监测机制发展到现今的在线监测系统。在线监测具有传输数据及时、节省人力资源、运行稳定可靠的特点，但由于数据传输多采用有线网络（如光纤、双绞线、CAN总线等），因此布线繁琐、网络维护困难、消耗大量人力物力资源。为了解决这些问题，亟待引入一种新型的、无需布线的网络。

近几年兴起的基于Zigbee的无线传感器网络由于其成本低廉、布撒方便、无需维护的特点，非常适用于环境恶劣、需大面积监测或人力无法靠近的场合。无线传感器网络最初应用于海底探测、军事应用、森林监测等人力接近较困难的领域[1]。随着无线通信技术、微系统技术与嵌入式技术的日益成熟，无线传感器网络可靠性逐渐提高，应用的范围也日渐广泛，如健康状况监测[2]、机械制造[3]、矿井安全监测[4]、家庭安防[5]等要求高可靠性的领域也开始引入无线传感器网络。

基于无线传感器网络的以上特点，应用无线网络替代现有的在线监测系统所使用的有线网络不失为一种有效可行的方法。本文将无线传感器网络引入电机运行状态监测系统中，并根据电机运行状态监测环境本身的特点应用定向洪泛路由策略，设计基于Atmega128和CC2420的网络硬件系统，对传统无线传感器网络进行改进，使其更好地适用于电机运行状态的监测。实验结果表明，应用该系统对异步电机的定子温度进行监测，能够实时、有效地采集数据。

1 无线传感器网络监测系统特性

无线传感器网络通过一组由无线方式连接的传感器节点感知、采集和处理信息，具有成本低、灵活性强的特点。无线传感器网络基本设计如图1所示，节点随机地散布在观测区域内，各个普通节点（node）与各自的汇聚节点（sink）通信，发送所采集到的数据并接收控制命令。