一种基于嵌入式技术的便携式振动数据采集装置及方法

摘要

本发明涉及数据采集和设备故障诊断领域，具体的说是一种基于嵌入式技术的便携式振动数据采集装置及方法。包括有依次连接的加速度传感器、加速度传感器接口模块、电容隔离模块、程控放大模块、自适应抗混叠滤波器和AD转换及其总线接口。还包括有ARM最小系统、DIM144接口模块、单片机和与单片机相连接的电子标签模块、键盘、电源管理及电压转换模块。程控放大模块、自适应抗混叠滤波器还与单片机8相连。本装置通过串口与上位机进行通信，下达点检任务，并把点检任务中的采样频率发送给单片机，单片机通过采样频率来设定抗混叠滤波器的低通截止频率。本装置功耗低、操作方便、数据分析功能强大；具有实时、准确的特点。

主权项

1、一种基于嵌入式技术的便携式振动数据采集装置，包括有依次连接的加速度传感器、加速度传感器接口模块(1)、电容隔离模块(2)、程控放大模块(3)、自适应抗混叠滤波器(4)和AD转换及其总线接口(5)，其特征在于：还包括有ARM最小系统(7)、DIM144接口模块(6)、单片机(8)和与单片机(8)相连接的电子标签模块(9)、键盘(10)、电源管理及电压转换模块(11)，所述的程控放大模块(3)和自适应抗混叠滤波器(4)还与单片机(8)相连；其中：所述的加速度传感器，用来采集目标设备振动的加速度信号，并以电压的形式输出；所述的加速度传感器接口模块(1)，用来给加速度传感器提供激励的电压和恒流源；ARM最小系统(7)的通信接口(12)和LCD以及触摸屏接口(13)通过DIM144接口模块(6)引出；ARM最小系统(7)通过通信接口(12)与上位机相连，通过SPI总线与单片机(8)相连接，ARM最小系统(7)从上位机下载点检任务，并将点检任务中的采样频率传送给单片机(8)，单片机(8)通过选择不同的电阻网络设定自适应抗混叠滤波器(4)的低通截至频率为采样频率的二分之一；AD转换及其总线接口(5)通过DIM144接口模块(6)与ARM最小系统(7)相连，所述的AD转换及其接口模块(5)是将模拟信号按照设定的采样频率进行AD转换后传送给ARM最小系统(7)；AD转换的采样频率的设定是通过ARM最小系统的硬件PWM定时器产生的调制脉冲来控制的；所述的电子标签模块(9)是通过单总线的接口将设备上电子标签信息体内的信息读取到单片机(8)内；所述的键盘接口，是指通过单片机(8)端口扩展的键盘；通过单片机扫描编码并将编码发送给ARM最小系统的键盘驱动程序；所述的电源管理及电压转换模块(11)，当外界为DC时为锂电池充电，还将锂电池输出的电压转换成系统需要的多路模拟电源、数字电源以及隔离电源，并且结合单片机(8)完成各路电源的使能控制，控制加速度传感器接口模块(1)、电容隔离模块(2)、程控放大模块(3)、自适应抗混叠滤波器(4)和AD转换及其总线接口(5)的电源的开启、关闭，在不进行数据采集的情况下，系统将其电源关断；LCD及其触摸屏接口(13)通过DIM144接口(6)与ARM最小系统(7)相连，完成图形界面的显示以及输入。