基于Zigbee協(xié)議的飛機(jī)無線嵌入式實(shí)時(shí)油液監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)
引言
飛機(jī)的油液監(jiān)測是利用油液分析技術(shù)對飛機(jī)使用的潤滑油和液壓油進(jìn)行綜合分析,以獲得飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑和磨損情況以及液壓系統(tǒng)的使用情況,進(jìn)行油液分析可以有效地監(jiān)測飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)、起落架、襟副翼和尾翼等關(guān)鍵部件的使用情況,檢查并預(yù)測飛機(jī)的故障,保證飛行的安全。
1 油液分析方式方法與現(xiàn)狀
油液分析技術(shù)又稱為設(shè)備磨損工況監(jiān)測技術(shù),是一種新型的設(shè)備維護(hù)技術(shù),它利用油液所攜帶的設(shè)備工況信息來對設(shè)備的當(dāng)前工作狀況以及未來工作狀況做出判斷,從而為設(shè)備的正確維護(hù)提供了有效的依據(jù),達(dá)到預(yù)防性維修的目的。目前,油液分析技術(shù)主要有油液性能分析法、污染度分析法和磨粒分析法3 種方法。
根據(jù)油液樣品采集方式和分析地點(diǎn)的不同與關(guān)系,機(jī)器油液分析儀器或系統(tǒng)可以劃分為3 種基本形式,如圖1 所示響。
(1) 離線式(off - line) , 以現(xiàn)場(on- site, 應(yīng)用便攜式油液分析儀器) 和非現(xiàn)場(off - site, 應(yīng)用基本配置或完全配置油液分析實(shí)驗(yàn)室) 兩種模式分析周期或非周期性方式采集的代表性油液樣品。離線式機(jī)器油液分析的缺點(diǎn)是分析結(jié)果受油液樣品采集、運(yùn)輸和實(shí)驗(yàn)過程中多種因素的影響。
(1) 離線式(off - line) , 以現(xiàn)場(on- site, 應(yīng)用便攜式油液分析儀器) 和非現(xiàn)場(off - site, 應(yīng)用基本配置或完全配置油液分析實(shí)驗(yàn)室) 兩種模式分析周期或非周期性方式采集的代表性油液樣品。離線式機(jī)器油液分析的缺點(diǎn)是分析結(jié)果受油液樣品采集、運(yùn)輸和實(shí)驗(yàn)過程中多種因素的影響。
?。?) 在線式(on- line) , 連續(xù)或間歇地分析部分循環(huán)油液。在線式機(jī)器油液分析技術(shù)對機(jī)器油液流動(dòng)狀態(tài)的影響小,能夠提供直接結(jié)果且?guī)缀醪皇芡獠恳蛩赜绊?,缺點(diǎn)是如果樣品采集量較少時(shí),在線分析結(jié)果可能喪失代表性。
?。?) 嵌入式(in- line) 或原位型(in- site) , 連續(xù)分析系統(tǒng)中的全部循環(huán)油液。嵌入式機(jī)器油液分析技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是對全部油液進(jìn)行分析并立即提供分析結(jié)果,分析過程不受外部因素影響,但嵌入式機(jī)器油液分析實(shí)施困難,而且可能對油液系統(tǒng)正常工作帶來影響。
圖1 油液分析的方式傳統(tǒng)的飛機(jī)進(jìn)行油液分析,都是采用離線式的方法,首先要在現(xiàn)場對每架飛機(jī)放油采集油樣,然后送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析,分析完成后再將數(shù)據(jù)送給現(xiàn)場維修人員和決策者,由于油液運(yùn)輸和數(shù)據(jù)傳遞需要大量時(shí)間,進(jìn)行一次油液分析的周期往往很長,不利于裝備維修的時(shí)效性。另外,在油液采樣和運(yùn)輸過程中還有可能引入污染,影響分析結(jié)果。
近年來,西方發(fā)達(dá)國家利用電子技術(shù)和信號處理技術(shù),研制了多種新型嵌入式油液分析傳感器,并在此基礎(chǔ)上,針對各種不同類型的設(shè)備,開發(fā)了一系列油液在線監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了在線分析和實(shí)時(shí)監(jiān)控。
2 Zigbee 技術(shù)
Zigbee 是一種低速無線個(gè)域網(wǎng)技術(shù),它適用于通信數(shù)據(jù)量不大、數(shù)據(jù)傳輸速率相對較低、分布范圍較小,但對數(shù)據(jù)的安全可靠有較高要求,而且要求成本和功耗非常低,并容易安裝使用的場合。其具有極低的功耗和固態(tài)組網(wǎng)能力且經(jīng)濟(jì)性好,安全可靠,復(fù)雜度低。Zigbee 網(wǎng)絡(luò)分為4 層,從下向上分別為物理層(PHY) 、媒體訪問控制層(MAC) 、網(wǎng)絡(luò)層(NKW)和應(yīng)用層(APL) 。IEEE802154標(biāo)準(zhǔn)主要負(fù)責(zé)制定Zigbee的物理層和媒體訪問控制層,它是Zigbee 技術(shù)的基礎(chǔ)。Zigbee技術(shù)聯(lián)盟在它之上定義了網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。
本文設(shè)計(jì)了基于Zigbee 協(xié)議的飛機(jī)嵌入式實(shí)時(shí)油液監(jiān)測系統(tǒng),利用嵌入式油液分析傳感器獲取油液數(shù)據(jù),然后利用基于Zigbee 協(xié)議的無線通信方式將數(shù)據(jù)匯聚到簇頭節(jié)點(diǎn),簇頭節(jié)點(diǎn)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后再傳送到sink 節(jié)點(diǎn),由sink 節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)上傳到PC機(jī),通過PC機(jī)進(jìn)行詳細(xì)的油液數(shù)據(jù)分析以得到結(jié)果。這樣既可以省去反復(fù)放油以及油液運(yùn)輸?shù)墓ぷ髁?,?jié)省時(shí)間,又可以消除在放油和油液運(yùn)送過程中引入污染的可能。
3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
該油液監(jiān)測系統(tǒng)采用新型的嵌入式油液分析傳感器來在線實(shí)時(shí)的獲取油液數(shù)據(jù),然后利用Zig bee 協(xié)議來實(shí)現(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)與簇頭節(jié)點(diǎn)以及簇頭節(jié)點(diǎn)與sink 節(jié)點(diǎn)之間的通信,來傳遞采集來的數(shù)據(jù),sink 節(jié)點(diǎn)再利用USB 接口與PC 機(jī)連接,將數(shù)據(jù)上傳到PC 機(jī)中。系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)框圖如圖2 所示
設(shè)計(jì)框圖如圖2所示
linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解(linux不再難懂)
關(guān)鍵詞:
實(shí)時(shí)
監(jiān)測
系統(tǒng)
設(shè)計(jì)
嵌入式
無線
Zigbee
協(xié)議
飛機(jī)
基于
相關(guān)推薦
技術(shù)專區(qū)
- FPGA
- DSP
- MCU
- 示波器
- 步進(jìn)電機(jī)
- Zigbee
- LabVIEW
- Arduino
- RFID
- NFC
- STM32
- Protel
- GPS
- MSP430
- Multisim
- 濾波器
- CAN總線
- 開關(guān)電源
- 單片機(jī)
- PCB
- USB
- ARM
- CPLD
- 連接器
- MEMS
- CMOS
- MIPS
- EMC
- EDA
- ROM
- 陀螺儀
- VHDL
- 比較器
- Verilog
- 穩(wěn)壓電源
- RAM
- AVR
- 傳感器
- 可控硅
- IGBT
- 嵌入式開發(fā)
- 逆變器
- Quartus
- RS-232
- Cyclone
- 電位器
- 電機(jī)控制
- 藍(lán)牙
- PLC
- PWM
- 汽車電子
- 轉(zhuǎn)換器
- 電源管理
- 信號放大器
評論