1、無線傳感器網絡作為一種全新的信息獲取和處理系統(tǒng),具有自組織、自適應、部署靈活、可擴展、智能處理等特點,用來構建無線、分布式機械設備故障診斷系統(tǒng),能夠彌補有線診斷系統(tǒng)在某些應用中布線復雜、部署成本較高、維護性和擴展性差等缺點,如實現(xiàn)密封、移動或旋轉部件的故障監(jiān)測以及使用過程中關鍵部件的振動、形變或裂痕擴大等故障檢測,具有巨大的工程應用價值。
　　然而,無線傳感器網絡應用于機械設備故障診斷領域,由于網絡帶寬十分有限,感知/傳送式的信息

2、處理模式不能滿足應用的需求,而能力和能量有限的節(jié)點如何實現(xiàn)機械故障復雜的數(shù)據(jù)監(jiān)測和信息報告是無線傳感器網絡中需要解決的首要問題。無線傳感器網絡必須使用感知/處理式的信息處理模式,利用數(shù)據(jù)融合技術,在各節(jié)點上對數(shù)據(jù)進行融合,才能減少網絡冗余數(shù)據(jù)和通信量、節(jié)省節(jié)點能量、提高信息收集效率和系統(tǒng)運行速度。因此,本文提出無線傳感器網絡多級分層融合的機械設備故障診斷,對于實現(xiàn)無線傳感器網絡機械設備故障診斷應用具有重要意義。
　　根據(jù)機械設備故

3、障診斷應用的特點,論文詳細分析無線傳感器網絡的機械設備故障診斷系統(tǒng)需求,構建了無線傳感器網絡多級分層信息融合機械故障診斷體系結構,將無線傳感器網絡信息融合分為數(shù)據(jù)級融合、特征級融合及決策級融合三個級別,討論無線傳感器網絡節(jié)點硬件平臺以及機械故障診斷的無線傳感器網絡通信協(xié)議棧的設計原則,分析了作為無線傳感器網絡通信協(xié)議首選的IEEE802.15.4協(xié)議及其采用的頻段特性和擴頻機制,介紹了以此為基礎的ZigBee協(xié)議規(guī)范特點。
　　討

4、論無線傳感器網絡多級分層信息融合的機械故障診斷方法,給出了WSNs多級分層融合的故障診斷框架,終端節(jié)點對原始振動信息進行數(shù)據(jù)級融合以提取混合域特征集,簇頭節(jié)點對特征信息采用徑向基神經網絡進行特征級融合以得到模式識別結果,采用DS證據(jù)理論,網關節(jié)點對識別結果進行決策級融合以評估機械設備運行狀態(tài)。利用多級融合將計算任務分配給各層節(jié)點,有效地均衡傳感器節(jié)點計算負載,通過傳輸少量特征信息來替代大量原始振動信號傳輸,降低網絡數(shù)據(jù)傳輸總量,節(jié)省網絡

5、帶寬,降低網絡能耗。
　　設計出一套完整的無線傳感器網絡多級分層融合的機械設備故障診斷系統(tǒng),采用雙核心WSNs-G2.2節(jié)點硬件平臺,開發(fā)一套高效低復雜度嵌入式信號處理單元,使得節(jié)點具有振動數(shù)據(jù)實時融合能力,采用海量存儲系統(tǒng)與數(shù)據(jù)管理,實現(xiàn)大量振動數(shù)據(jù)實時存儲與有效管理,設計出各層節(jié)點數(shù)據(jù)融合軟件,構建機械故障診斷無線傳感器網絡分層網絡監(jiān)測架構,對多級融合命令包和數(shù)據(jù)包的傳輸格式進行規(guī)范和說明,開發(fā)上位機監(jiān)測平臺,并通過實驗表明該