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基于无线WiFi的振动测试系统设计

史文武  
【摘要】:振动特性作为装甲特种车辆行动系统结构部件健康状况评估的重要指标之一,准确测试该参量能够为机械运转质量评估提供有效的科学依据。行动系统的特点之一是运动性,其测试部位多为旋转或往复的运动部件。传统的布线测试法往往需大量的线缆与复杂的测试设备,这样不仅会影响测试效果,而且也会增加测试成本。相比之下,存储测试法非引线的设计可以有效克服线缆布设问题,但是在行动系统狭小紧凑的测试环境中,其测试装置工作触发和数据回收相对困难,因此该方法的应用也存在一定的局限性。无线存储测试法虽然可以解决上述问题,但市场上成熟的无线外设模块体积与机械结构无法控制,故难以适应一些车辆振动测试特殊的应用场合。本课题针对以上测试方法存在的不足,并结合装甲特种车辆振动测试对实时传输、数据可靠性以及测试效率的需求,开发设计了一种基于无线WiFi技术的车辆振动测试系统,具体工作阐述如下:首先,根据装甲特种车辆行动系统振动测试需求以及主流无线通讯方式特点,经分析对比选取了WiFi作为该系统的通讯方式。在此基础上,设计并评估了两种总体系统架构方案,最终选用了体积较小、功耗较低的MCU+FLASH架构设计。同时针对测试功能需求进行主控及外设芯片选型,并详细介绍了各个模块的设计依据及步骤。然后,依据各芯片特性设计了该系统节点主控及外设功能模块电路,并对WiFi射频部分阻抗匹配进行了仿真计算,绘制了相应的四层PCB板。在完成硬件平台的基础上,编写了相应固件接口驱动与应用程序,同时设计了信息控制平台的上位机软件。最后,为保证其工作稳定可靠,对系统节点的各功能模块及总体性能进行实际测试。测试结果表明,该节点能够有效的采集振动数据并记录在FLASH中,可以通过WiFi正确接收命令并完成振动数据信息的上传。与传统的振动测试设备相比,该系统节点具有体积小、布设灵活、数据回收便捷等优势。在被测点空间狭小、测试装置安装拆卸不便的情况下,该系统能够解决工作触发以及数据回收困难等问题,极大地提高了整体测试效率。


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