（化工過(guò)程機(jī)械專(zhuān)業(yè)論文）設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)無(wú)線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)構(gòu)架與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

學(xué)位論文數(shù)據(jù)集 中圖分類(lèi)號(hào) t n 9 1 9 6 + 4 學(xué)科分類(lèi)號(hào)5 1 0 5 0 1 5 論文編號(hào) 1 0 0 1 0 2 0 1 2 6 7 9 密級(jí)公開(kāi) 學(xué)位授予單位代碼 1 0 0 1 0 學(xué)位授予單位名稱北京化工大學(xué) 作者姓名王潔學(xué)號(hào)2 0 0 9 0 0 0 6 7 9 獲學(xué)位專(zhuān)業(yè)名稱化工過(guò)程機(jī)械獲學(xué)位專(zhuān)業(yè)代碼 0 8 0 7 0 6 課題來(lái)源企事業(yè)合作研究方向機(jī)電工程 論文題目 設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)無(wú)線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)構(gòu)架與實(shí)驗(yàn)研究 關(guān)鍵詞設(shè)備安全，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，振動(dòng)監(jiān)測(cè)，溫度監(jiān)測(cè) 論文答辯日期 2 0 1 2 年5 月2 7 日t 論文類(lèi)型 應(yīng)用研究 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯委員會(huì)情況 姓名職稱工作單位學(xué)科專(zhuān)長(zhǎng) 指導(dǎo)教師張連凱副教授北京化工大學(xué)機(jī)電工程 評(píng)閱人1張東勝副教授北京化工大學(xué)機(jī)電安全 評(píng)闐人2李方俊副教授北京化工大學(xué)流體污染控制 橢員會(huì)拂張有忱 教授北京化工大學(xué) 機(jī)械設(shè)計(jì)及摩擦學(xué) 答辯委員1 李威教授北京科技大學(xué) 機(jī)械設(shè)計(jì)與傳動(dòng) 答辯委員2張東勝副教授北京化工大學(xué)機(jī)電安全 答辯委員3趙軍副教授北京化工大學(xué)力學(xué)分析 答辯委員4張莉彥副教授北京化工大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì) 答辯委員5李方俊副教授北京化工大學(xué)流體污染控制 答辯委員6陳東梁講師北京化工大學(xué)火災(zāi)安全 答辯委員7張建文教授北京化工大學(xué)化學(xué)工程、安全工程 注：一 四 論文類(lèi)型：1 基礎(chǔ)研究2 應(yīng)用研究3 開(kāi)發(fā)研究4 其它 中圖分類(lèi)號(hào)在中國(guó)圖書(shū)資料分類(lèi)法查詢。 學(xué)科分類(lèi)號(hào)在中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)( g b t1 3 7 4 5 9 ) ( ( 學(xué)科分類(lèi)與代碼中 查詢。 論文編號(hào)由單位代碼和年份及學(xué)號(hào)的后四位組成。 摘要 設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)無(wú)線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)構(gòu)架與實(shí)驗(yàn)研究 摘要 設(shè)備無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)是在嵌入式產(chǎn)品和無(wú)線通信技術(shù)結(jié)合的基礎(chǔ)上形 成的一種用于獲取遠(yuǎn)程設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的各種參數(shù)指標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各分散 的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)管和控制的系統(tǒng)。當(dāng)前，鑒于傳統(tǒng)有線監(jiān)控方式存在布 線麻煩和信息傳輸不及時(shí)等各種弊端，無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)擺脫了這些局限，得 以迅速地發(fā)展和廣泛地使用，并且來(lái)自國(guó)內(nèi)外的業(yè)界專(zhuān)業(yè)人士目前在這方 面的研究中均取得了不少進(jìn)步。 本課題對(duì)無(wú)線監(jiān)控信號(hào)搭載傳送方式和網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了深入 的探討和研究，結(jié)合過(guò)程設(shè)備在運(yùn)行中需要監(jiān)測(cè)的各類(lèi)參數(shù)，給出合理的 系統(tǒng)解決方案，組建完整的無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)，為多對(duì)象目標(biāo)運(yùn)行狀態(tài)復(fù)合參 數(shù)監(jiān)測(cè)奠定了深厚的基礎(chǔ)。該系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集、無(wú)線內(nèi)網(wǎng)傳輸、數(shù)據(jù)顯 示、預(yù)警和報(bào)表等功能，并且其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有組網(wǎng)靈活、無(wú)需綜合布線、 與多種通信主干網(wǎng)融合、功耗低、自修復(fù)等多重優(yōu)點(diǎn)，特別適用于既有建 筑和設(shè)施。 本文首先對(duì)設(shè)備無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)的總體構(gòu)架進(jìn)行研究，根據(jù)項(xiàng)目的具體 情況給出合理解決方案，對(duì)無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜腕w系架構(gòu)作分析；其 次，對(duì)系統(tǒng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行選擇，了解目前應(yīng)用廣泛的i s a l 0 0 、z i g b e e 和w i r e l e s s h a i h ，并弄清楚三種無(wú)線協(xié)議之間的區(qū)別；再次，進(jìn)行系統(tǒng) 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的搭建，對(duì)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行選擇，再分別對(duì)基于w i r e l e s s h a r t 標(biāo)準(zhǔn)和 北京化工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 i s a l 0 0 協(xié)議的組網(wǎng)進(jìn)行研究；最后，進(jìn)行上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)，并介紹系 統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)擴(kuò)展。通過(guò)試驗(yàn)和運(yùn)行，該系統(tǒng)各方面表現(xiàn)達(dá)到預(yù)期， 并通過(guò)進(jìn)一步的試驗(yàn)證明了系統(tǒng)具有很好的可擴(kuò)展性。 關(guān)鍵詞：設(shè)備安全，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，振動(dòng)監(jiān)測(cè)，溫度監(jiān)測(cè) a b s t r a c t t h en e t w o r kp l a t f o r mc o n s t r u c t i o na n d e x p e r i m e n t a ls t u d yo fe q u i p m e n tw i r e l e s s m o n i t o r i n gs y s t e m a b s t r a c t e q u i p m e n tw i r e l e s sm o n i t o r i n gs y s t e m ，b a s e do nt h ec o m b i n a t i o no f e m b e d d e dp r o d u c t sa n dw i r e l e s sc o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g y , i su s e dt oo b t m n a l lk i n d so fr u n n i n gp a r a m e t e r so ft h er e m o t ed e v i c e ，i no r d e rt or e a l i z et h e c h a r g eo fd i s p e r s e dr e m o t ee q u i p m e n t a tp r e s e n t ，i nv i e wo ft h et r a d i t i o n a l c a b l em o n i t o r i n gm o d ee x i s t i n gd e f e c t so fw i r i n gt r o u b l ea n du n t i m e l y t r a n s m i s s i o n ，w i r e l e s sm o n i t o r i n gs y s t e mh a sr a p i dd e v e l o p m e n ta n dw i d e a d h i b i t i o nw i t h o u tt h e s ed e f e c t s a n dt h ei n d u s t r yp r o f e s s i o n a l sf r o mh o m e a n da b r o a di nt h i ss t u d yh a v em a k i n gal o to fp r o g r e s si nt h i sf i e l da tp r e s e n t t h i st o p i cd o e sa ni n d e p t hd is c u s s i o na n dr e s e a r c ho nt h ew i r e l e s ss i g n a l t r a n s m i s s i o na n dn e t w o r ks t r u c t u r a lf o r m i tg i v e sar e a s o n a b l es o l u t i o nt og e t a l lk i n d so fp r o c e s sp a r a m e t e r sn e e d e di nt h ee q u i p m e n tm o n i t o r i n ga n df o r m s c o m p l e t ew i r e l e s ss u r v e i l l a n c es y s t e m a n di tc a nb et h es o l i df o u n d a t i o no f c o m p o u n dp a r a m e t e r sm o n i t o r i n gw i t hm u l t i - o b j e c tt a r g e t t h es y s t e mh a s m a n yf u n c t i o n ss u c ha sd a t aa c q u i s i t i o n ，w i r e l e s si n t r a n e tt r a n s m i s s i o n ，d a t a d i s p l a y , w a r n i n ga n dr e p o r t i n g ，i nt h em e a n t i m et h e i rn e t w o r kh a sm u l t i p l e a d v a n t a g e ss u c h a sf l e x i b l es t r u c t u r e ，w i t h o u ts t r u c t u r e dc a b l i n g ，f u s i n ga i i i 北京化工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 v a r i e t yo fc o m m u n i c a t i o n sb a c k b o n e ，l o wp o w e rc o n s u m p t i o n ，a n ds e l fr e p a i r s oi ti sp a r t i c u l a r l ya p p l i c a b l et oe x i s t i n gb u i l d i n g sa n df a c i l i t i e s f i r s t l y , t h i st e x td o e st h er e s e a r c ho nt h eo v e r a l lf r a m e w o r ko f t h ed e v i c e w i r e l e s sm o n i t o r i n ga n dc o n t r o ls y s t e m ，a n dg i v e sr e a s o n a b l es o l u t i o n s a c c o r d i n g t h eo r o i e c t ss t , c i f i cc i r c u m s t a n c e s s e c o n d b ts e l e c t stheaccording t ot h ep r o l e c tss p e c l t mc i r c u m s t a n c e sb e c o n a l y , i ts e l e c t st i l e - w i r e l e s sn e t w o r ki nt h i ss y s t e md u r i n gi s a 10 0 ，w i r e l e s s h a r ta n dz i g b e e w h i c ha r ew i d e l yu s e d ，a n dm a k e sd i f f e r e n c e sb e t w e e nt h e s et h r e ew i r e l e s s p r o t o c o l s t h i r d l y , i tb u i l d sw i r e l e s sn e t w o r ki nt h es y s t e ma n ds e l e c t st h e s u r v e yp o i n t s ，a n dd o e st h er e s e a r c ho ni s a 10 0a n dw i r e l e s s h a r tn e t w o r k s t a n d a r dr e s p e c t i v e l y f i n a l l y , t h ep cs o f t w a r ei sd e s i g n e da n dt h er e a l i z a t i o n o fs y s t e mf u n c t i o n si si n t r o d u c e d t h r o u g ht e s t i n ga n dr u n ，a l la s p e c t so ft h e s y s t e ma c h i e v e so u re x p e c t a t i o ne f f e c t ，a n di t i sp r o v e dt h a tt h es y s t e mh a s g o o ds c a l a b i l i t yt h r o u g hf u r t h e r t e s t s k e yw o r d s ：e q u i p m e n ts a f e t y , w i r e l e s ss e n s o rn e t w o r k s ，v i b r a t i o n m o n i t o r i n g ，t e m p e r a t u r em o n i t o r i n g i v 目錄 目錄 第一章緒論1 1 1 無(wú)線通訊發(fā)展與現(xiàn)狀1 1 1 1 電磁波的發(fā)現(xiàn)1 1 1 2 無(wú)線通訊的發(fā)展歷程1 1 1 3 無(wú)線通訊的發(fā)展趨勢(shì)2 1 2 設(shè)備無(wú)線監(jiān)控發(fā)展與應(yīng)用2 1 2 1 設(shè)備無(wú)線監(jiān)控的發(fā)展3 1 2 2 設(shè)備無(wú)線監(jiān)控的應(yīng)用3 1 3 設(shè)備無(wú)線監(jiān)控需要解決的問(wèn)題5 1 3 1 無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)的安全性5 1 3 2 無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)的抗干擾性5 1 3 3 無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性6 1 4 本文主要研究?jī)?nèi)容6 第二章設(shè)備無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)總體構(gòu)架研究9 2 1 項(xiàng)目的確立9 2 2 無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)? 2 3 無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)體系架構(gòu)1 0 2 4 被測(cè)參數(shù)的選擇11 2 4 1 設(shè)備中存在的不安全因素1 1 2 4 2 系統(tǒng)主要監(jiān)測(cè)參數(shù)1 2 2 5 系統(tǒng)無(wú)線電波傳播特性及信號(hào)維護(hù)1 3 2 5 1 系統(tǒng)所處環(huán)境中電波的傳播特性分析一1 3 2 5 2 信號(hào)衰落的基本概念1 5 2 5 3 克服衰落的措施一1 8 2 6 j 、結(jié)19 第三章系統(tǒng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的選擇2 1 3 1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述2 1 v 北京化工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 ：；：! i s ；a 1 0 0 2 2 ：；3 z i g b e e 2 4 ：；4w i r e l e s s h a r t 2 5 3 5 三種無(wú)線協(xié)議的區(qū)別2 7 3 5 1w i r e l e s s h a r t 和z i g b e e 比較2 7 3 5 2i s a l 0 0 和w i r e l e s s h a r t 比較2 9 3 6 小結(jié)3 0 第四章系統(tǒng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的搭建3 1 4 1 測(cè)點(diǎn)選擇3 1 4 2 基于w i r e l e s s h a r t 的組網(wǎng)研究3 1 4 2 1 系統(tǒng)流程31 4 2 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3 2 4 2 3w i r e l e s s h a i h 層次模型結(jié)構(gòu)3 4 4 2 4 系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)3 6 4 3 基于i s a l 0 0 的組網(wǎng)研究：3 6 4 3 1 系統(tǒng)流程3 7 4 - 3 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3 7 4 3 3 數(shù)據(jù)報(bào)文3 9 4 3 4 系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)4 3 4 4 小結(jié)4 3 第五章上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)4 5 5 1f a m e v i e w 簡(jiǎn)介4 5 5 2f a m e v i e w 連接設(shè)置4 5 5 3 數(shù)據(jù)庫(kù)連接4 7 5 4 監(jiān)控軟件界面設(shè)計(jì)5 0 5 4 1 編輯模擬輸入變量5 0 5 4 2 項(xiàng)目組態(tài)與功能設(shè)置5 3 5 4 3 系統(tǒng)監(jiān)測(cè)畫(huà)面5 6 5 5 小結(jié)5 9 第六章系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)與延伸6 1 目錄 6 1 硬件設(shè)施布置6 1 0 1 1 傳感器安裝6 1 6 1 2 變送器安裝6 4 6 。1 3 網(wǎng)關(guān)安裝6 5 6 2 數(shù)據(jù)采集與分析。6 6 6 3 系統(tǒng)擴(kuò)展6 7 6 4 小結(jié)6 9 第七章總結(jié)與展望7 1 7 1 全文總結(jié)7 1 7 2 進(jìn)一步研究與展望7 1 參考文獻(xiàn)7 3 致謝7 7 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文7 9 作者和導(dǎo)師簡(jiǎn)介8 1 v i i 北京化工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 v l i i c o n t e n t s co n t e n t s c h a p t e r1i n t r o d u c t i o n 一1 1 1d e v e l o p m e n to f w i r e l e s sc o m m u n i c a t i o n 1 1 1 1f o u n do f e l e c t r o m a g n e t i cw a v e s 。1 1 1 2d e v e l o p m e n tc o u r s eo f w i r e l e s sc o m m u n i c a t i o n 1 1 1 3d e v e l o p m e n tt r e n do f w i r e l e s sc o m m u n i c a t i o n 2 1 2d e v e l o p m e n ta n da p p l i c a t i o no f w i r e l e s sm o n i t o r i n g 。2 1 2 1d e v e l o p m e n to f w i r e l e s sm o n i t o r i n g 3 1 2 2a p p l i c a t i o no f w i r e l e s sm o n i t o r i n g 3 i 3p r o b l e mn e e dt ob es o l v e di nw i r e l e s sm o n i t o r i n g 5 1 3 1s e c u r i t yo f w i r e l e s sm o n i t o r i n gs y s t e m 5 1 3 2a n t i i n t e r f e r e n c ea b i l i t yo f w i r e l e s sm o n i t o r i n gs y s t e m 5 1 3 3t i m e l i n e s so f w i r e l e s sm o n i t o r i n gs y s t e m 。6 14m a i nr e s e a r c hc o n t e n t s 6 c h a p t e r2s t u d yo fw i r e l e s sm o n i t o r i n gs y s t e m f r a m e w o r k 。9 2 1p r o j e c te s t a b l i s h m e n t ，9 2 2w i r e l e s sm o n i t o r i n gs y s t e mn e t w o r kt o p o l o g y 9 2 3w i r e l e s sm o n i t o r i n gs y s t e ma r c h i t e c t u r e 1 0 2 4m e a s u r e dp a r a m e t e r ss e l e c t i o n 1 1 2 4 1u n s a f ef a c t o r si nd e v i c e 1 1 ：! 4 2m a i nd e c e c t i o np a r a m e n t e r s 1 2 2 5r a d i ow a v ep r o p a g a t i o nc h a r a c t e r i s t i c sa n dm a i n t e n a n c e 1 3 2 5 1w a v ep r o p a g a t i o nc h a r a c t e r i s t i c si ns y s t e me n v i r o n m e n t 1 3 2 5 2b a s i cc o n c e p to fs i g n a lf a d i n g 1 5 2 5 3m e a s u r e st ov o e r c o m ef a d i n g 1 8 2 6c o n c l u s i o n 。1 9 c h a p t e r 3w i r e l e s sn e t w o r ks e l e c t i o n 2 1 3 1w i r e l e s ss e n s o rn e t w o r k so v e r v i e w 2 1 i x 北京化工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 3 2i s a l 0 0 2 2 3 3z i g b e e 2 4 3 4w i r e l e s s h a r t 2 5 3 5d i f f e i - e n c eb e t w e e nt h et h r e ew i r e l e s sp r o t o c o l s “2 7 3 5 1c o m p a r ew i r e l e s s h a r tw i t hz i g b e e 2 7 3 5 2c o m p a r ei s a l 0 0w i t hw i r e l e s s h a r t 2 9 3 6c o n c l u s i o n 3 0 c h a p t e r4 w i r e l e s sn e t w o r kb u i l d i n g 3 1 4 1m e a s u r i n gp o i n t ss e l e c t i o n 3 1 4 2n e t w o r ks t u d yb a s e do nw i r e l e s sh a r t 3 1 4 2 1s y s t e mf l o w 3 1 4 2 2s y s t e ma r c h i t e c t u r e 3 2 4 2 3w i r e l e s s h a r th i e r a r c h i c a lm o d e ls t r u c t u r e 3 4 4 2 4m a i nq u a l i f i c a t i o n s 3 6 4 3n e t w o r ks m a yb a s e do ni s a l 0 0 3 6 4 3 1s y s t e mf l o w 3 7 4 3 2s y s t e ma r c h i t e c t u r e 3 7 4 3 3d a t ap a c k e t 3 9 4 3 4m a i nq u a l i f i c a t i o n s 4 3 4 4c e n c l u s i o n 4 3 c h a p t e r5p c s o f t w a r ed e s i g n 4 5 5 1f 鋤e v i e wi n t r o d u c t i o n 4 5 5 2f a m e v i e wc o n n e c t i o n g 4 5 5 3d a t a i b a s ec o n n e c t i o n 4 7 5 4m o n i t o r i n gs o f t w a r ei n t e r f a c ed e s i g n 5 0 5 4 1a n a l o gi n p u tv a r i a b l ee d i t 5 0 5 4 2p r o j e c tc o n f i g u r a t i o na n df u n c t i o ns e t t i n g 5 3 5 4 3m o n i t o r i n gi n t e r f a c e 5 6 5 5c o n c l u s i o n j 5 9 c h a p t e r6s y s t e m f u n c t i o nr e a l i z a t i o na n de x t e n s i o n - 6 1 x c o n t e n t s 6 【h a r d w a r ef a c i l i t i e s1 a y o u t 6 】【 6 1 1s e n s o r si n s t a l l a t i o n 6 1 6 1 2t r a n s m i t t e ri n s t a l l a t i o n 6 4 6 1 3g a t e w a yi n s t a l l a t i o n 6 5 6 2d a t as a m p l i n ga n da n a l y s i s 一6 6 6 3s y s t e me x t e n s i o n 6 7 6 。4c o n c l u s i o n 。6 9 c h a p t e r7c o n c l u s i o na n dp r o s p e c t 7 1 7 1c o n c l u s i o n _ 7 j 7 2f u r t h e rs t u d ya n dp r o s p e c t 7 1 r e f e r e n c e s 7 3 a c k n o w l e d g e m e n t s 7 7 a c a d e m i cp a p e r sp u b l i s h e dd u r i n gm a s t e r 7 9 t h ea u t h o ra n dm e n t o r p r o f i l e 8 1 北京化工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 x i i 第一章緒論 1 1 無(wú)線通訊發(fā)展與現(xiàn)狀 第一章緒論 人類(lèi)從野蠻邁向文明的漫長(zhǎng)過(guò)程中，通信手段和通信方式的不斷進(jìn)步是其中一個(gè) 很重要的標(biāo)志，無(wú)線通信作為人類(lèi)的各種通信方式中的一種，其最基本的特征是利用 電磁波在空中傳遞信號(hào)。無(wú)線通信的發(fā)展基于2 0 世紀(jì)物理學(xué)、電子技術(shù)和信息技術(shù) 的大發(fā)展，可以說(shuō)它的發(fā)展是人類(lèi)現(xiàn)代文明的代表和結(jié)晶【。 1 1 1 電磁波的發(fā)現(xiàn) 電磁波是人類(lèi)在遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)接收和發(fā)送信息時(shí)所用的主要載體之一，人類(lèi)在認(rèn)識(shí) 電磁波的過(guò)程中，經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的時(shí)間。 法拉第( m f a r a d a y ，1 7 9 1 1 8 6 7 ) 畢生從事電磁現(xiàn)象研究，他發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定 律，提出了“電磁場(chǎng)”的概念，并用電力線和磁力線描述電磁場(chǎng)；偉大的理論物理學(xué) 家麥克斯韋( j c m a x w e l l ，1 8 3 1 1 8 7 9 ) 總結(jié)了法拉第等人的研究成果，于1 8 7 3 年發(fā) 表了一篇著名的論文，提出麥克斯韋方程組，奠定了光學(xué)、電磁學(xué)和電磁波傳播的重 要理論基礎(chǔ)；德國(guó)物理學(xué)家赫茲( h h e r t z ，1 8 5 7 1 8 9 4 ) 在1 8 8 8 年用實(shí)驗(yàn)證明了電磁 波的存在以及其傳播速度等于光速；1 9 世紀(jì)術(shù)，人們已經(jīng)認(rèn)為電磁波的存在糾，及光于 電磁波的統(tǒng)一是不爭(zhēng)的事實(shí)；到了2 0 世紀(jì)初，著名意大利發(fā)明家馬可尼在英國(guó)用無(wú) 線電波收發(fā)裝置實(shí)現(xiàn)了跨大西洋的電報(bào)傳輸，這一簡(jiǎn)單試驗(yàn)卻成為無(wú)線電波在無(wú)線通 信中廣泛應(yīng)用的開(kāi)端。 在無(wú)線通信技術(shù)廣泛應(yīng)用于社會(huì)各行各業(yè)中的今天，我們不得不承認(rèn)它作為一種 通信手段已經(jīng)深入到人類(lèi)活動(dòng)的方方面面，為科學(xué)和社會(huì)的進(jìn)步以及人類(lèi)生活的提高 做出了巨大貢獻(xiàn)【2 j 。 1 1 2 無(wú)線通訊的發(fā)展歷程 無(wú)線通信的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)很漫長(zhǎng)的過(guò)程：在古時(shí)候，對(duì)于人們來(lái)說(shuō)，遠(yuǎn)距離通 信僅僅是一種夢(mèng)想而已，那時(shí)候的人們口中的“順風(fēng)耳”聽(tīng)起來(lái)多多少少有些不切實(shí) 際的成分；而在1 9 世紀(jì)末，出現(xiàn)了一位無(wú)線電通訊之父馬克尼，他的電報(bào)傳輸 成功試驗(yàn)向人類(lèi)隆重地宣告了一個(gè)嶄新的時(shí)代的來(lái)到；在1 8 8 9 年，斯戳格( s t r o w g e r ) 發(fā)明了自動(dòng)電話交換機(jī)，并在美國(guó)l a p o r t ( i n d i a n a ) 安裝了世界上首個(gè)商用的自動(dòng)交 換機(jī)；到了2 0 世紀(jì)，具有代表性的人物柯捷爾尼可夫( k o t e j i b h h k o b ) 、香農(nóng)( s h a n n o n ) 北京化工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 等人對(duì)無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展均做出了卓越的貢獻(xiàn)，無(wú)線通信技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)黃金時(shí) 期；直至2 0 世紀(jì)的下半葉，受益于突飛猛進(jìn)的硬件技術(shù)以及各種全新的電子元器件 的紛紛面世，普通人們的家中才真正出現(xiàn)了無(wú)線通信設(shè)備f 3 】，至此，人們?cè)谏钪胁?真正享受到無(wú)線通信帶來(lái)的便利。 人們的生活正是因此而發(fā)生了改變。1 9 4 1 年，摩托羅拉生產(chǎn)出美軍參戰(zhàn)時(shí)唯一的 便攜式無(wú)線電通信工具，那是一臺(tái)5 磅重的手持對(duì)講無(wú)線電樣機(jī)。1 9 5 6 年，首個(gè)無(wú)線 電尋呼機(jī)誕生于摩托羅拉公司。1 9 7 9 年，a m p s 制模擬蜂窩式移動(dòng)電話在芝加哥試驗(yàn) 成功，于1 9 8 3 年1 2 月正式投入商用。后來(lái)，人們從模擬轉(zhuǎn)向數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信的研 究，便出現(xiàn)了以t d m a 技術(shù)為基礎(chǔ)的g s m 系統(tǒng)，以及以c d m a 技術(shù)為基礎(chǔ)的i s 9 5 標(biāo)準(zhǔn)，個(gè)人通信的概念開(kāi)始深入人心。人們對(duì)通信技術(shù)的更高要求使得基于i m t - 2 0 0 0 的第三代移動(dòng)通信技術(shù)( 3 g ) 與2 0 0 0 左右開(kāi)始蓬勃發(fā)展，具有代表性的有歐洲提出 的w - c d m a 技術(shù)、美國(guó)提出的c d m a 2 0 0 0 技術(shù)和我國(guó)提出的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 t d - c d m a 技術(shù)【4 1 。而現(xiàn)在眾多的無(wú)線通信新技術(shù)( 如u w b 、藍(lán)牙、w i f i 等) 日趨 成熟，也將孕育出一系列更新的技術(shù)，推動(dòng)無(wú)線通信發(fā)展到一個(gè)新的巔峰，為人們的 生活帶來(lái)更多新鮮的元素和便利的方式。 1 1 3 無(wú)線通訊的發(fā)展趨勢(shì) 除了傳統(tǒng)的公眾移動(dòng)通信外，眾多的無(wú)線通信技術(shù)，如w l a n 技術(shù)、w i m a x 技術(shù)、a dh o e 網(wǎng)絡(luò)、u w b 技術(shù)等，呈現(xiàn)百花齊放的局面，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的的結(jié)構(gòu)由 現(xiàn)有電路交換網(wǎng)絡(luò)向i p 網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡的趨勢(shì)已不可阻擋。近年來(lái)，科技發(fā)展的速度越來(lái) 越快，我們身邊不時(shí)出現(xiàn)以前無(wú)法想象得到的高科技產(chǎn)品，使我們的生活發(fā)生了曰新 月異的變化。無(wú)線通信技術(shù)的不斷成熟不僅解除了人與人之間的通信障礙，在科技高 速發(fā)展的今天，它甚至將人與物、物與物之間無(wú)限制的連接起來(lái)，這意味著我們正在 邁向一個(gè)無(wú)所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時(shí)代p j 。 1 2 設(shè)備無(wú)線監(jiān)控發(fā)展與應(yīng)用 機(jī)械設(shè)備無(wú)線監(jiān)控是綜合性很強(qiáng)的一門(mén)學(xué)科，需要對(duì)設(shè)備的安全監(jiān)控非常熟悉， 并且對(duì)無(wú)線通信的知識(shí)也要非常了解?；谠星度胧疆a(chǎn)品和無(wú)線通信技術(shù)而形成的 無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)能夠獲取遠(yuǎn)程設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的各種參數(shù)的動(dòng)態(tài)指標(biāo)，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān) 管和遠(yuǎn)程故障診斷等操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控，進(jìn)而提高對(duì)各分散設(shè)備的管理效 率f 6 】6 ，設(shè)備無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)表現(xiàn)出來(lái)的卓越優(yōu)勢(shì)使其在人類(lèi)生活的方方面面中都得到了 非常廣泛的應(yīng)用。 2 第一章緒論 1 2 。1 設(shè)備無(wú)線監(jiān)控的發(fā)展 無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)的英文名稱是w i r e l e s sm o n i t o r i n gs y s t e m ，在并不算漫長(zhǎng)的幾十年 之間，無(wú)線監(jiān)控經(jīng)歷了大致五個(gè)發(fā)展階段，如下： ( 1 ) 遠(yuǎn)程單機(jī)監(jiān)控：即第一代的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其主要特點(diǎn)是集中控制和多用戶聯(lián) 機(jī)監(jiān)控； ( 2 ) 基于企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)i n t r a n e t 的遠(yuǎn)程監(jiān)控：其核心技術(shù)是基于w e b 的計(jì)算，這是一 種分布式的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其顯著特征是集散化控制和局域網(wǎng)的形式； ( 3 ) 基于國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)i n t e r n e t 的遠(yuǎn)程監(jiān)控：這是遠(yuǎn)程監(jiān)控發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)新階段， 在這個(gè)階段，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與設(shè)備監(jiān)控兩種技術(shù)首次結(jié)合起來(lái)了； ( 4 )