基于arm的汽车传动轴安全监测系统研发

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1、重庆大学硕士学位论文基于ARM的汽车传动轴安全监测系统研发姓名：韩术申请学位级别：硕士专业：信号与信息处理指导教师：刘晓明2010-04重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要机械系统在生产和使用过程中，会出现损坏、变形、变质等情况，所以需要对机械系统的安全性进行监测。然而随着机械系统应用范围的扩大，用于机械系统的传统安全监测系统，已很难满足重要装备机械传动系统的要求，使得关键信号的获取及提取困难，一些重要设备，如汽车传动系统、坦克传动箱、风电齿轮箱、舰船齿轮箱等的状态监测、损坏原因分析及残余寿命预测等都无法有效实现，导致提高其产品的可靠性困难。汽车传动轴的安全性监测是这类问题中的典型，而针对这

2、一情况开发的汽车传动轴安全监测系统，是一个高集成化、可适应各种恶劣测量环境的嵌入式电子设备，该系统的成功研发，不但能够监测汽车传动轴的安全性，还能为此类问题提供解决方案和平台支持。汽车传动轴安全监测系统采用32位微处理器作为核心处理器，完成信号采集、数据存储及管理、数据传输和数据显示及管理等功能。通过对本系统的实际需求的分析，制定了汽车传动轴安全监测系统的设计方案。硬件设计选用PHILIPS公司的ARM7芯片LPC2146作为核心处理器，在其上运行整个程序，实现对外围模块的控制等。以此为基础，选择体积较小的嵌入式操作系统uC/OS-Ⅱ作为本设计的软件开发平台。电源部分采用高容量、小体积电

3、池作为系统电源，并采用电源监控芯片实现电源监控；采用大容量NANFLASH作为系统存储设备，实现对数据的存储和管理；采用射频芯片实现用户对设备的无线控制；与上位计算机交互数据时，采用USB2.0全速接口，实现数据高速可靠传输。另外，为了适应设备所处的特殊环境，为设备设计了用特殊材料制成的外壳。依照以上设计方案进行系统的开发和测试，最终使得系统具有以下功能：可采集多路扭矩信号,且能满足较高的采样精度和采样速率要求；可实现海量数据储存、较高的存储速率、数据的定位定时存储及其安全管理；可实现数据在设备与上位计算机之间的USB方式传输；上位计算机能按用户要求定时定位读取数据，并将其在终端上以波形

4、方式显示，实现设备与用户友好交互；设备易安装且能够适应测试环境的恶劣条件。关键词：安全监测，嵌入式，ARM，机械系统I重庆大学硕士学位英文摘要ABSTRACTIntheprocessofmechanicalsystemsproductionandusing,theremaybedamage,deformationanddeteriorationofthesystems,soitisnecessarytomonitorthesecurityofmechanicalsystems.However,withthediversificationofmechanicalsystemsapplica

5、tions,traditionalsecuritysystemsformachinerysystemaredifficulttomeettherequirementsofmechanicaltransmissionequipmentsanditleadstothedifficultiesofaccessingandextractionkeysignals.Becauseofthisreason,thestatusmonitoring,damageanalysisandresiduallifepredictionforsomeimportantequipments,suchasautomo

6、tivetransmission,tankgearbox,windpowergearboxandshipgearbox,cannotbeeffectivelyachieved.Thismakesithardtoimprovethereliabilityofmechanicalproducts.Automotivetransmission’ssafetyMonitoringistypicalofsuchproblems.Thesystemdevelopedforthisproblemisanembeddedelectronicdevice,whichishighcompositiveand

7、adaptabletoharshenvironment.Thesuccessofthedevelopmentofthissystemcanmonitoringthesafetyofautomotivetransmissionandalsocanprovidessolutionsandplatformsupportforsuchproblems.Safetymeasuringsystemforautomotivetransmissio