【摘 要】
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振动信号的采集与处理是分析旋转机械故障、保障其安全运行的重要手段。随着计算机科学的快速发展,嵌入式系统的技术越来越多地应用在振动数据监测分析系统中。本文对ARM嵌入
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振动信号的采集与处理是分析旋转机械故障、保障其安全运行的重要手段。随着计算机科学的快速发展,嵌入式系统的技术越来越多地应用在振动数据监测分析系统中。本文对ARM嵌入式系统在旋转机械振动监测分析系统的应用进行了研究,主要对嵌入式系统及振动信号采集系统的发展情况、采集系统的软硬件选型、整体架构、软件的设计及实现等几个方面进行了研究,完成了以下几个方面的工作:
(1)通过对国内外振动采集系统及嵌入式系统的发展情况的研究与分析,对嵌入式系统的特点、应用及应用于振动信号采集分析系统的可行性进行了论述。
(2)研究与分析了嵌入式系统的构成,对嵌入式系统主流的硬件及软件技术进行了详细的比较,结合本课题的实际情况,对采集系统的嵌入式硬件及软件平台进行了选型,即采用基于ARM的嵌入式网络模块开发平台,在嵌入式操作系统Windows CE环境下进行系统开发。同时,在该开发平台下,对旋转机械振动信号处理中运算最耗时的傅里叶变换和快速傅里叶变换进行了测试,为系统开发奠定了基础。
(3)结合旋转机械的振动采集原理及嵌入式系统设计要求,完成了旋转机械振动监测系统采集器的整体架构设计,即:系统总体上采用上、下位机结构,上位机为采集器的管理模块,实现数据处理及人机界面功能,下位机为信号采集模块,负责振动数据采集。
(4)完成了旋转机械监测分析系统采集器软件的整体设计与实现。根据采集器功能需求,基于面向对象的设计方法,将系统软件划分为数据采集、信号处理、系统设置、分析图表显示、历史数据存储、网络通信等模块,并在Windows CE系统下采用多线程技术,开发实现了采集器软件系统,同时,为了提高开发效率和方便后续研发调试工作,编写了相应的调试程序。
基于ARM嵌入式结构的振动采集系统具有小型化、低成本、开发周期短、较强的数据处理和网络通信能力等优点,具有广阔的应用前景。
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