基于ARM架构的振动信号检测装置的研究

摘要

滚动轴承在工业上的应用非常广泛，其中许多还是工业和生产中的关键设备。研究和发展先进的振动监测与分析技术并应用于轴承监测具有十分重要的现实意义，不仅可以保证滚动轴承设备安全而高效地运行，而且能够避免巨额的经济损失和灾难性事故的发生，是当前科技和工业发展的重要研究问题之一。
　　 当代科学技术的突飞猛进，极大的促进了分析仪器的发展，结构小巧、性能优越、价格便宜、操作简单的小型便携式分析仪器发展尤为迅速。便携仪表适用于工业现场，集传感测量、补偿计算与信号分析处理等功能于一身，可供工作人员对现场设备运行情况进行实时的测量和分析。在这其中，操作系统、芯片、总线和接口技术成为了便携仪表的核心，嵌入式系统成为了技术的代表。
　　 本文结合目前流行的MSP430、ARM和嵌入式Linux操作系统，融合极具发展前景的安全数字输入/输出(SDIO)接口，设计开发了应用于滚动轴承振动信号监测和故障分析的手持式测振设备。本设计中的仪器由两大部分组成：以S3C2410为主处理器的上位机数据处理系统，负责数据的处理、分析等功能；以MSP430F169为主处理器的下位机数据采集系统，负责数据的采集、预处理等功能，并尝试运用SDIO控制芯片在下位机上扩展SDIO接口，以SD总线实现下位机和上位机的数据通讯。论文重点阐述了下位机的软、硬件设计以及上位机开发平台的搭建和上位机系统的创建与移植，并给出了最后的实验结果。通过对该装置的测试和调试，达到了预期的设计要求。

目录

文摘

英文文摘

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第一章 绪论

1.1引言

1.2旋转机械状态监测的发展

1.3便携式数据采集分析仪的特点及应用

1.4课题提出及主要研究内容

第二章相关知识介绍及系统总体设计

2.1滚动轴承故障诊断知识介绍

2.1.1滚动轴承振动机理

2.1.2轴承故障的分类及引起振动的特点

2.1.3轴承故障信号的处理技术

2.2嵌入式系统相关理论

2.2.1嵌入式系统定义及特点

2.2.2嵌入式处理器与嵌入式操作系统

2.2.3嵌入式系统的现状与发展趋势

2.2.4嵌入式系统设计方法和过程

2.3系统功能分析与总体设计

第三章基于MSP430F169的数据采集系统设计

3.1数据采集系统各功能模块设计

3.1.1主处理器模块

3.1.2电源模块

3.1.3信号拾取模块

3.1.4信号调理模块

3.1.5存储扩展模块

3.1.6 SDIO接口扩展模块

3.1.7其他模块

3.2下位机软件设计

3.2.1 AD采样模块

3.2.2 SDIO通讯模块

第四章基于S3C2410的数据处理系统设计

4.1 S3C2410的性能特点及系统所需的硬件模块

4.2上位机系统的软件开发

4.2.1嵌入式开发环境的搭建

4.2.2 Bootloader的实现

4.2.3设备驱动程序设计

4.2.4创建文件系统

4.2.5内核的裁剪与编译

4.2.6应用程序—图像界面的设计

4.2.7快速傅里叶变换运算的实现

第五章装置的调试与测试

第六章总结与展望

致 谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文