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基于嵌入式技术的设备巡检系统研究

史钊炜  
【摘要】:在工程技术领域中,存在着大量的振动问题,而且在极大多数场合下,振动是有害的。它直接影响设备的正常运转,严重时甚至能够导致设备的失效、人身伤亡等灾难性事故。 旋转机械状态监测对于旋转机械运行安全,降低设备维修费用,提高设备利用率有重大意义。基于ARM嵌入式技术的便携式数据采集分析仪是旋转机械状态监测中的重要工具。本文的研究重点是基于ARM嵌入式的便携式数据采集分析仪的硬件实现技术。与大型旋转机械在线监测系统不同,便携式设备巡检系统主要应用在不具备安装在线监测系统的场合,它能实现多通道振动信号的采集、保存和进行简单的信号分析处理功能。简单实用的特点使其应用范围逐步扩大。目前国外的设备巡检产品大都价格昂贵,而国内的产品普遍存在数据存储容量小、功能简单、响应速度慢、人机交互差等缺点。本文在分析便携式数据采集分析仪发展趋势基础上,结合现代工业企业旋转机械状态监测的新需求,提出了便携式数据采集分析仪的具体设计要求和功能设计,并在此基础上选取了以ARM处理器为核心的软硬件开发平台。 嵌入式技术是以应用为中心和以计算机技术为基础,并且软硬件是可裁剪的,能满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等指标的严格要求的专用计算机系统。本文中主要应用了其中的嵌入式实时操作系统(RTOS)技术。 本文所设计的设备巡检系统在硬件上,以PAX255为主控制CPU芯片,搭配了以LPC2104芯片和AD7865组成的A/D采样模块、触摸屏LCD显示模块和以FLISH和SDRAM为中心的数据、程序存储模块,以及相关的信号预处理模块和网络芯片CS8900A等硬件电路。在软件上,完成了实时操作系统LINUX在PAX255上移植,A/D采样模块、网络接口模块、LCD显示模块和FLISH、SDRAM数据、程序存储模块驱动程序的编写等。 通过电路仿真,证明本设计硬件电路合理、可靠。通过在深圳亿道公司购买的HYBUS255B硬件开发平台上软件仿真的结果,表明关键算法程序和驱动程序是完全正确的。


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