基于WIFI的振動(dòng)信號(hào)采集儀的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、建筑受外力作用、機(jī)械設(shè)備運(yùn)行都會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)信號(hào)。而這些振動(dòng)信號(hào)中含有大量的結(jié)構(gòu)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息，通過分析這些振動(dòng)信息可以很好的了解其運(yùn)行狀態(tài)，在其出現(xiàn)細(xì)微故障但不至于產(chǎn)生較大隱患前將故障診斷出來，可以避免故障隱患帶來的較大損失。因此振動(dòng)信號(hào)的采集與分析十分必要。目前有線式振動(dòng)信號(hào)采集與分析儀器已經(jīng)比較成熟和完善，但是對(duì)于無線傳輸?shù)恼駝?dòng)信號(hào)采集的研究還不夠成熟和完善，因此本文進(jìn)行了基于WIFI的振動(dòng)信號(hào)采集儀的研究。
　　本文深入分

2、析和研究了LwIP協(xié)議棧的基本原理與實(shí)現(xiàn)方法，并根據(jù)振動(dòng)采集儀儀上行發(fā)送的振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)量大，下行發(fā)送的指令數(shù)據(jù)量小的特點(diǎn)對(duì)LwIP協(xié)議棧進(jìn)行了改進(jìn)。通過裁剪協(xié)議棧中不必要的功能，優(yōu)化協(xié)議棧阻塞窗口值的更新算法，采樣數(shù)據(jù)指針的傳遞方式，提高了振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)的發(fā)送效率。
　　硬件設(shè)計(jì)上，本文設(shè)計(jì)了一種多類型可編程傳感器接口電路，可編程設(shè)置信號(hào)接入類型，如單端電壓輸入、差分電壓輸入、ICP輸入、交直流耦合。能夠接入位移、ICP加速度和速度

3、傳感器等多種類型的傳感器。采用24位高精度A/D，使采樣具有較高幅值相對(duì)精度。采樣頻率和通道增益可編程控制，為增益和采樣率控制提供了硬件保證。設(shè)計(jì)了SDIO_WIFI模塊接口電路，使信號(hào)可實(shí)現(xiàn)WIFI無線傳輸。
　　軟件設(shè)計(jì)上，移植了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)uC/OS-Ⅱ和改進(jìn)了LwIP協(xié)議棧。實(shí)現(xiàn)了基于wifi的振動(dòng)數(shù)據(jù)上傳和配置命令接收。同時(shí)，設(shè)計(jì)了ARM和計(jì)算機(jī)端數(shù)據(jù)采集的通訊協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了電路參數(shù)的配置和采樣數(shù)據(jù)的有效傳輸。根據(jù)輸入信號(hào)

4、的特征，改變采集通道的增益以及A/D的采樣頻率，提高了信號(hào)采集精度和傳輸效率。
　　通過最終測(cè)試，本文設(shè)計(jì)的振動(dòng)信號(hào)采集儀可以很好的實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。能夠通過指令切換不同的傳感器模式，能夠?qū)崿F(xiàn)0～40kHz頻率范圍內(nèi)的振動(dòng)信號(hào)的采集，采樣幅值相對(duì)精度不大于0.2％，WIFI傳輸距離空曠環(huán)境中可達(dá)100m。同時(shí)系統(tǒng)在改進(jìn)LwIP協(xié)議棧后的WIFI的傳輸速率最大可以達(dá)到4.5Mbps、丟包率不超過0.01％，明顯改善了振動(dòng)數(shù)據(jù)量大時(shí)發(fā)送速