基于ARM的機械傳動設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)研究與實現.pdf

1、隨著機械傳動設備的精密程度、復雜程度以及自動化程度越來越高，機械傳動設備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術越來越受到重視。而扭矩、扭振等作為各種機械傳動軸的基本載荷形式，是機械傳動設備運行中動力輸出的重要指標參數。傳統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)由于成本較高、可維護性以及擴展性差等缺點，在箱體封閉、高溫、轉動等特殊測量環(huán)境下無法完成測量。使研究人員對一些重要機械傳動設備的狀態(tài)監(jiān)測、損壞原因研究分析十分困難。近年來，嵌入式系統(tǒng)技術和現代電子技術得到飛速發(fā)展，集成化

2、程度得到很大提高，功耗也越來越低，這為嵌入式系統(tǒng)在機械傳動設備狀態(tài)監(jiān)測領域中的應用提供了條件。
　　本文研究基于ARM的機械傳動設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的設計與實現。在分析傳統(tǒng)的機械傳動設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)不足的基礎上，根據狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的原理，提出利用嵌入式技術和現代電子技術實現高集成化并能適應特殊環(huán)境的機械傳動設備的監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用32位微控制器作為核心器件，通過對外圍設備的控制，完成模擬信號的AD采樣、數據存儲管理、數據傳輸及數據顯示

3、等功能。在硬件設計上采用基于Cortex-M3結構的LPC1768進行系統(tǒng)控制，利用高精度的A/D進行采樣，利用NANDFlash進行本地存儲后通過USB上傳到PC機和通過射頻芯片進行無線傳輸后再通過USB與PC機通信進行傳輸兩種方式實現對數據的管理。利用DC-DC轉換器為系統(tǒng)提供所需電壓，同時采用電源動態(tài)管理方法，節(jié)省系統(tǒng)的能耗。在軟件的設計上，采用嵌入式操作系統(tǒng)uC/OS-II作為本系統(tǒng)的軟件平臺，通過對軟件任務的控制，實現各個模塊

4、的功能。
　　根據系統(tǒng)設計方案進行系統(tǒng)的設計實現，并在實際的機械傳動設備中進行測試。經測試，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，采樣精度可達的16bit和12bit，采樣最高頻率可達10KHz；在本地實現大量數據存儲，系統(tǒng)與PC機之間通過USB通信進行傳輸；通過射頻芯片將數據傳輸外部數據接收設備實現數據的無線傳輸；PC機的人機界面友好，可以方便地進行數據顯示與存儲。系統(tǒng)的測試結果表明，整個系統(tǒng)具有很好的可靠性、靈活