鋼絲繩狀態(tài)無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)節(jié)能方案研究與設(shè)計(jì)

同濟(jì)大學(xué)的張潔穎等對(duì)測(cè)得的RSSI值實(shí)測(cè)曲線進(jìn)行了分析，在考慮干擾和硬件的情況下實(shí)測(cè)值和理論值有一定的誤差。但是本設(shè)計(jì)中對(duì)距離的精確度要求不高，只需在特定的距離段內(nèi)，終端節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)喚醒其自己時(shí)間同步階段的下一級(jí)節(jié)點(diǎn)即可，保證終端節(jié)點(diǎn)在距離其現(xiàn)在父節(jié)點(diǎn)相對(duì)距離較遠(yuǎn)時(shí)，可以通過(guò)離開網(wǎng)絡(luò)重新連接到新喚醒的節(jié)點(diǎn)中，繼續(xù)執(zhí)行數(shù)據(jù)采集的任務(wù)。通過(guò)在學(xué)校高層宿舍樓的實(shí)際測(cè)試，當(dāng)RSSI的絕對(duì)值大于75時(shí)出現(xiàn)了一定數(shù)量的丟包，為了保證終端節(jié)點(diǎn)能穩(wěn)定的傳輸采集數(shù)據(jù)，本設(shè)計(jì)中設(shè)定RSSI的絕對(duì)值大于50時(shí)，喚醒新的路由節(jié)點(diǎn)，當(dāng)RSSI的絕對(duì)值連續(xù)在70附近時(shí)終端節(jié)點(diǎn)立即離開整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，然后再通過(guò)申請(qǐng)加入網(wǎng)絡(luò)使自己連接到新喚醒的節(jié)點(diǎn)，此時(shí)新喚
醒的節(jié)點(diǎn)就成了終端節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)。整個(gè)喚醒系統(tǒng)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(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定，當(dāng)定時(shí)器定時(shí)T時(shí)間過(guò)后，低功耗模式的節(jié)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(qǐng)加入網(wǎng)絡(luò)。

4 上位機(jī)軟件開發(fā)
本設(shè)計(jì)的監(jiān)測(cè)顯示界面在Visual C++6．0編程語(yǔ)言基礎(chǔ)上編寫而成，通過(guò)計(jì)算機(jī)串口與協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)相連，使整個(gè)系統(tǒng)具有了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的功能。

該軟件需提前根據(jù)鋼絲繩的直徑、捻距對(duì)相應(yīng)的直徑及捻距值進(jìn)行設(shè)定，根據(jù)測(cè)量裝置的上和導(dǎo)輪光電編碼器確定采樣間隔，另外根據(jù)實(shí)際情況確定鋼絲繩損壞情況的門限值。其實(shí)際中測(cè)量畫面如圖7所示。

5 結(jié)論
筆者通過(guò)該設(shè)計(jì)完成了擦窗機(jī)鋼絲繩狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，利用電磁檢測(cè)原理，設(shè)計(jì)了鋼絲繩損傷檢測(cè)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(jié)點(diǎn)外其他節(jié)點(diǎn)保持時(shí)鐘同步，為某些節(jié)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(jié)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(xù)運(yùn)行節(jié)約了大量的能量，有效地延長(zhǎng)了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生命周期。另外利用RSSI值判斷終端節(jié)點(diǎn)距離其父節(jié)點(diǎn)的距離，當(dāng)距離大于通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)的的規(guī)定值時(shí)，斷開網(wǎng)絡(luò)連接，重新加入距離其最近的路由節(jié)點(diǎn)，從而保障了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的持續(xù)可靠運(yùn)行。
實(shí)驗(yàn)證明，系統(tǒng)可以順利地測(cè)出擦窗機(jī)運(yùn)行中的鋼絲繩狀態(tài)的情況，并能將數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)送回到協(xié)調(diào)器中，進(jìn)而通過(guò)串口送至上位機(jī)軟件進(jìn)行顯示、分析和存儲(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)中的信號(hào)通信狀況良好，抗干擾能力強(qiáng)。同時(shí)監(jiān)控人員可以對(duì)鋼絲繩狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，大大保障了吊船內(nèi)工作人員的安全性。