基于ARM的機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備的精密程度、復(fù)雜程度以及自動(dòng)化程度越來(lái)越高，機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)越來(lái)越受到重視。而扭矩、扭振等作為各種機(jī)械傳動(dòng)軸的基本載荷形式，是機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備運(yùn)行中動(dòng)力輸出的重要指標(biāo)參數(shù)。傳統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由于成本較高、可維護(hù)性以及擴(kuò)展性差等缺點(diǎn)，在箱體封閉、高溫、轉(zhuǎn)動(dòng)等特殊測(cè)量環(huán)境下無(wú)法完成測(cè)量。使研究人員對(duì)一些重要機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)、損壞原因研究分析十分困難。近年來(lái)，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)和現(xiàn)代電子技術(shù)得到飛速發(fā)展，集成化

2、程度得到很大提高，功耗也越來(lái)越低，這為嵌入式系統(tǒng)在機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中的應(yīng)用提供了條件。
　　本文研究基于ARM的機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在分析傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不足的基礎(chǔ)上，根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的原理，提出利用嵌入式技術(shù)和現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)高集成化并能適應(yīng)特殊環(huán)境的機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用32位微控制器作為核心器件，通過(guò)對(duì)外圍設(shè)備的控制，完成模擬信號(hào)的AD采樣、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理、數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)顯示

3、等功能。在硬件設(shè)計(jì)上采用基于Cortex-M3結(jié)構(gòu)的LPC1768進(jìn)行系統(tǒng)控制，利用高精度的A/D進(jìn)行采樣，利用NANDFlash進(jìn)行本地存儲(chǔ)后通過(guò)USB上傳到PC機(jī)和通過(guò)射頻芯片進(jìn)行無(wú)線傳輸后再通過(guò)USB與PC機(jī)通信進(jìn)行傳輸兩種方式實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的管理。利用DC-DC轉(zhuǎn)換器為系統(tǒng)提供所需電壓，同時(shí)采用電源動(dòng)態(tài)管理方法，節(jié)省系統(tǒng)的能耗。在軟件的設(shè)計(jì)上，采用嵌入式操作系統(tǒng)uC/OS-II作為本系統(tǒng)的軟件平臺(tái)，通過(guò)對(duì)軟件任務(wù)的控制，實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊

4、的功能。
　　根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，并在實(shí)際的機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備中進(jìn)行測(cè)試。經(jīng)測(cè)試，本系統(tǒng)可以滿足以下功能要求：采集多路模擬傳感器信號(hào)，采樣精度可達(dá)的16bit和12bit，采樣最高頻率可達(dá)10KHz；在本地實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，系統(tǒng)與PC機(jī)之間通過(guò)USB通信進(jìn)行傳輸；通過(guò)射頻芯片將數(shù)據(jù)傳輸外部數(shù)據(jù)接收設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸；PC機(jī)的人機(jī)界面友好，可以方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示與存儲(chǔ)。系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果表明，整個(gè)系統(tǒng)具有很好的可靠性、靈活