基于arm-linux和dsp的振动信号采集与管理系统的研制

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1、东南大学硕士学位论文基于ARM--Linux和DSP的振动信号采集与管理系统的研制姓名：范冰飞申请学位级别：硕士专业：机械工程；机械制造及其自动化指导教师：贾民平2012-04-28摘要基于ARM．Linux和DSP的振动信号采集与管理系统的研制★研究生姓名：范冰飞导师姓名：贾民平教授学校名称：东南大学旋转机械是机械设备的重要组成部分，在大型石油、化工、电力、冶金等行业有着广泛的应用，它们是企业的核心设备，为了防止设备发生故障，需要对重要的设备配备旋转机械监控保护系统，本课题主要开发了旋转机械监控保护系统的下位机——基于ARM．Linux

2、和DSP的振动信号采集与管理系统，该系统对设备的原始振动信号进行采集与处理，并将结果通过以太网接口传输到上位机以便对整个机组进行分析。首先，根据实际现场应用的需求，对振动信号采集与管理系统进行需求分析与方案论证，然后对系统总体结构与框架进行设计，选择合适软硬件平台，并规划了各个模块包含的功能。系统主要分为两大模块：第一，基于ARM．Linux的管理模块。该模块实现对整个模块化系统的维护和管理、采集数据的存储管理，一方面通过背板并行总线读取其它各采集模块的瞬时采样数据及特征数据，另一方面通过RS485总线实现对其它各采集模块的维护与管理。并

3、将获取的数据发送至上位机MFD8000在线监测与故障诊断软件，管理模块硬件平台为基于AT91SAM9263的ARM9开发平台，软件平台为嵌入式Linux，通过编写并行总线驱动驱动程序和管理模块应用程序实现所需的数据传输、数据管理、网络通信功能；第二，基于DSP的振动信号采集模块。每个振动信号采集模块具有4通道振动信号整周期同步采集能力，在软件设计上，通过DMA方式进行数据采集，并利用专用的FFT库进行数据处理，大大提高了信号的采集与处理效率，此外，振动信号采集模块还实现了峰峰值，有效值，分频幅值和相位等振动特征值的提取，并根据组态设定的报

4、警阈值对这些特征值进行监测报警，并输出报警状态，实现对设备的保护。在系统完成后，通过组态配置软件配置传感器参数、信号调理参数和采样参数，使用系统分别对信号发生器产生的信号、来自转子试验台的振动信号进行采集，并对测量结果进行分析，验证了系统的功能。关键词：振动信号采集，状态监测，Linux，DSP，DMA·国家十一五863项IiI(2007AA042421)、国家自然科学基金项目(51075070，51075069)、江苏省产学研创新资金计划(BY2009152)资助IABS．IRACTVibrationSignalAcquisitiona

5、ndManagementSystembasedonARM．LinuxandDSP奉BYFANBing-feiSupervisedbyProfessorJIAMing-pingSoutheastUniversityRotatingmachineryisanimportantpartofthemachinery,whichiswidelyusedinpetroleum，chemical，electricpower,metallurgyandotherindustries．Theserotatingmachineryarethecoreequi

6、pmentofthesecompanies．Inordertopreventequipmentfailure，rotatingmachinerymonitoringandprotectionsystemisnecessaryforimportantrotatingmachinery．Thispaperdesignalowermachineofrotatingmachinerymonitoringandprotectionsystem，whichisvibrationsignalacquisitionandmanagementsystemb

7、asedonARM-LinuxandtheDSEThissubsystemcollectsthevibrationsignalofrotatingmachineryandprocessingthecollecteddata,andthentransmittingtheresultStotheuppercomputerfordetailanalysisbyTCP／IPprotoc01．First,dorequirementsanalysesandplandemonstrationforthevibrationsignalacquisitio

8、nandmanagementsystemaccordingto廿1efieldapplications，thendesigntheoverallstructureandframeworkoft