鋼絲繩狀態(tài)無(wú)線(xiàn)監控系統節能方案研究與設計

同濟大學(xué)的張潔穎等對測得的RSSI值實(shí)測曲線(xiàn)進(jìn)行了分析，在考慮干擾和硬件的情況下實(shí)測值和理論值有一定的誤差。但是本設計中對距離的精確度要求不高，只需在特定的距離段內，終端節點(diǎn)的父節點(diǎn)喚醒其自己時(shí)間同步階段的下一級節點(diǎn)即可，保證終端節點(diǎn)在距離其現在父節點(diǎn)相對距離較遠時(shí)，可以通過(guò)離開(kāi)網(wǎng)絡(luò )重新連接到新喚醒的節點(diǎn)中，繼續執行數據采集的任務(wù)。通過(guò)在學(xué)校高層宿舍樓的實(shí)際測試，當RSSI的絕對值大于75時(shí)出現了一定數量的丟包，為了保證終端節點(diǎn)能穩定的傳輸采集數據，本設計中設定RSSI的絕對值大于50時(shí)，喚醒新的路由節點(diǎn)，當RSSI的絕對值連續在70附近時(shí)終端節點(diǎn)立即離開(kāi)整個(gè)網(wǎng)絡(luò )，然后再通過(guò)申請加入網(wǎng)絡(luò )使自己連接到新喚醒的節點(diǎn)，此時(shí)新喚
醒的節點(diǎn)就成了終端節點(diǎn)的父節點(diǎn)。整個(gè)喚醒系統的流程圖如圖6所示。
進(jìn)入PM2低功耗模式的時(shí)間T，由控制中心通過(guò)串口提供，根據實(shí)際經(jīng)驗確定，當定時(shí)器定時(shí)T時(shí)間過(guò)后，低功耗模式的節點(diǎn)被定時(shí)器喚醒，其會(huì )檢查自己是否仍然在整個(gè)網(wǎng)絡(luò )中，由于保持著(zhù)其進(jìn)入低功耗之前的狀態(tài)，掉網(wǎng)的可能性很小，如果掉網(wǎng)，實(shí)行斷網(wǎng)重連，重新申請加入網(wǎng)絡(luò )。

4 上位機軟件開(kāi)發(fā)
本設計的監測顯示界面在Visual C++6．0編程語(yǔ)言基礎上編寫(xiě)而成，通過(guò)計算機串口與協(xié)調器節點(diǎn)相連，使整個(gè)系統具有了數據采集、數據分析、數據顯示及數據存儲的功能。

該軟件需提前根據鋼絲繩的直徑、捻距對相應的直徑及捻距值進(jìn)行設定，根據測量裝置的上和導輪光電編碼器確定采樣間隔，另外根據實(shí)際情況確定鋼絲繩損壞情況的門(mén)限值。其實(shí)際中測量畫(huà)面如圖7所示。

5 結論
筆者通過(guò)該設計完成了擦窗機鋼絲繩狀態(tài)的實(shí)時(shí)監測，利用電磁檢測原理，設計了鋼絲繩損傷檢測傳感器。使用TPSN時(shí)鐘同步算法，使整個(gè)網(wǎng)絡(luò )除終端采集節點(diǎn)外其他節點(diǎn)保持時(shí)鐘同步，為某些節點(diǎn)在某個(gè)特定時(shí)間進(jìn)入低功耗模式和同時(shí)醒來(lái)創(chuàng )造了條件。通過(guò)節點(diǎn)在空閑時(shí)間進(jìn)入低功耗模式從而為整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的持續運行節約了大量的能量，有效地延長(cháng)了整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的生命周期。另外利用RSSI值判斷終端節點(diǎn)距離其父節點(diǎn)的距離，當距離大于通過(guò)實(shí)驗測的的規定值時(shí)，斷開(kāi)網(wǎng)絡(luò )連接，重新加入距離其最近的路由節點(diǎn)，從而保障了數據采集系統的持續可靠運行。
實(shí)驗證明，系統可以順利地測出擦窗機運行中的鋼絲繩狀態(tài)的情況，并能將數據通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )送回到協(xié)調器中，進(jìn)而通過(guò)串口送至上位機軟件進(jìn)行顯示、分析和存儲，網(wǎng)絡(luò )中的信號通信狀況良好，抗干擾能力強。同時(shí)監控人員可以對鋼絲繩狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，大大保障了吊船內工作人員的安全性。