戚长森[1]2016年在《航空发动机便携式综合测试系统研究》文中研究表明航空发动机是飞机的心脏、是动力的源泉。发动机性能的好坏将直接影响飞机的安全性、可靠性及经济性,也是一个国家国防科技的重要体现。因此,必须定期进行严格的测试,检测发动机的各项参数,以便提前发现安全隐患。然而,发动机系统非常庞大、复杂,工作环境极为特殊,仅靠飞机座舱内仪表显示的数据不能掌握发动机内部的所有状态,不利于机务人员在试车时对发动机进行状态分析。因此,非常需要一种便携式综合测试设备,实现发动机内部多种参数的检测,满足现场的测试要求。本课题研制的航空发动机便携式综合测试系统,采用美国国家仪器(NI)有限公司的CompactRIO 9068嵌入式控制器,配有内嵌高性能可重配I/O FPGA的一体式机箱,搭载7块高精度的数据采集卡,共同组建了测试系统的硬件核心,统称为下位机。在此基础上确定了航空插头、通讯总线和电源模块等等硬件的型号,设计了系统接线及供电电路,完成了测试系统的机箱设计。选择笔记本计算机作为上位机,利用LabVIEW FPGA开发了CRIO的底层FPGA模块,将编译好的可执行文件部署到FPGA,实现对数据采集模块的控制与管理;利用Lab VIEW RT模块开发了CRIO底层基于Linux的实时数据采集管理模块,将开发好的模块部署到CRIO控制器,实现了对采集数据的组织、管理及与上位机通信;最后利用LabVIEW开发了上位机软件,实现测试数据的实时显示、存储和回放。最终,构建了一套完整的航空发动机便携式在线综合测试系统。实验结果表明,该系统具有自动化程度高、系统集成度高、稳定性好、携带方便、环境适应性强、扩展性好及成本低等特点,能够在线采集并存储发动机的多种状态参数,为准确地发现发动机的安全隐患及故障诊断提供的大量信息。
龙杰强[2]2007年在《便携式设备故障诊断装置中振动数据采集系统研究与开发》文中认为本文从工业现场对状态监测与故障诊断设备的实际需要出发，利用USB2.0接口技术、抗混迭滤波技术，研究和开发了一套应用于以笔记本电脑为核心的便携式设备故障诊断装置中的振动数据采集系统。整个系统由抗混迭滤波器、AD采样电路、USB2.0通讯接口、设备驱动程序及设备API组成。系统由USB供电，具有便携、低功耗等特点。本文的主要研究工作如下：1、根据系统的功能要求，按照模块化设计思想，提出了基于USB2.0接口技术的便携式数据采集系统的实现策略，在比较了几种系统模块接口方案基础上，确定了系统的总体设计方案。2、阐述了模拟滤波器设计方法，比较了几种模拟滤波器原型的特点，针对本数据采集系统的应用场合的特点，对滤波器原型和阶数进行比较和选择。在此基础上，提出一种在本数据采集系统中应用的自适应抗混迭滤波器的实现方法，并对其频率特性的数字校正进行了研究。3、根据“便携式”设计要求，设计了基于MAX291、MAX7426的抗混迭滤波器电路，基于MAX197的AD采样电路，基于CY7C68013A的USB2.0通讯接口电路，并完成了AD采样、USB2.0通讯等设备固件程序的开发。4、完成了基于WDM的设备驱动程序的开发，编写了相应的INF文件；分析了本系统二次开发的需求，并开发了相应的设备API；编写了基于多线程技术的数据采集程序对系统进行了软、硬件的联调。通过对系统的实验室测试和诊断现场的实测结果表明，本系统具有良好的性能，到达了系统的设计目标，在用于便携式故障诊断系统搭建实践过程中，充分体现了其“便携式”的特点；作为状态监测与故障诊断的现场技术的又一补充，具有一定的实用性和经济效益。
向晓安[3]2001年在《高速便携式数据采集系统的研制》文中研究表明本文讨论了高速便携式数据采集系统的原理、组建方法和抗干扰技术，并介绍了系统中的最关键部分——数据采集模块的硬件研制过程和系统软件设计过程。 全文的重点是数据采集模块的硬件设计，完成了数据采集模块的叁个组成部分，即模拟输入/输出、数字逻辑部分和通讯接口部分。并对叁个部分中诸如放大、模数转换、存储、传输以及EPP通信接口等的关键技术进行了研究。 本文还完成了数据采集系统的软件设计，实现了以动态链接库（DLL）为基础的驱动程序。通过对采集结果实行数据库管理，使得采集过程与采集结果管理更加方便。 论文最后附有测试数据结果和详细的误差分析。 该系统具有较高的性能价格比，具有一定的实用价值，配合软件使用，既可作为通用的数据采集卡，亦可作为示波器、多用表、频谱仪等虚拟仪器使用。该论文成果已经顺利通过“九五”正式验收。
沈开奎[4]2007年在《新型无线煤矿压力采集和智能分析系统的研制》文中指出近年来，我国煤矿安全事故频繁发生，其中主要是瓦斯和顶板事故，煤矿顶板事故对矿井安全生产危害极大。从我国煤矿事故统计来看，顶板事故一直居各类事故之首。矿山压力的观测与控制是实现矿山生产科学管理、减少顶板事故必不可少的基础工作。目前我国绝大多数煤矿井下顶板压力检测一般采用机械式、液压式观测仪器，精度低，工作效率低下。而较先进的矿压监测系统，配置复杂，采用有线的通信方式，布线、维护也比较困难。因此，研制一种新型的精度高、通信方便的煤矿压力观测仪器迫在眉睫。本文在深入了解国内外矿山压力观测仪器的基础上，认真分析了目前我国各种矿山压力观测仪器存在的不足，考虑到煤矿井下的实际环境，研制了一种基于无线传输的新型煤矿压力采集和智能分析系统。该系统由两个装置组成，即煤矿压力数据采集装置和便携式智能分析装置，它们分别采用高性能的ARM7系列微控制器LPC2131和LPC2138。整个系统采用低功耗设计，其中，煤矿压力数据采集装置能够定时采集和存储顶板压力数据、无线接收和处理智能分析装置的各种无线命令、无线中继传输各种中继命令和数据信息。智能分析装置采用便携式设计，采用图形化界面显示，所有功能必须通过操作功能键盘进行选取。该装置能够无线接收和存储压力数据、无线校准煤矿压力数据采集装置实时时钟、图形化显示和智能分析各采集点压力数据、压力数据上传计算机。首先，文章简要的阐述了各个装置的功能划分、总体思想设计、通信方式的选取。然后分别根据各个装置的功能要求，对其硬件电路设计和软件程序设计部分展开详细的介绍。为了方便工作人员采集数据，系统还采用了无线中继传输方式，并设计了一种简单可靠的无线数据中继传输网络协议，可以保证无线数据准确的传送。经过大量的实验验证，本系统的硬件和软件程序工作可靠，操作方便。整个系统具有测量精度高、体积小、功耗低等特点。它的研制对提高我国煤矿顶板压力检测的自动化程度，保障我国煤炭行业的高效率安全生产有重要的意义。
俞平[5]2005年在《基于DSP技术与USB2.0接口的数据采集处理系统》文中提出数据采集卡是一种把传感器输出的模拟信号转换成数字信号,并将数字信号输入到计算机系统的一种A/D 接口卡。一般的数据采集卡只局限于单纯的数据采集功能,信号的分析处理工作往往在上层的PC 机上完成。然而在有些对实时性要求高的场合,将会导致系统的实时性降低,甚至出现用户难以忍受的长时间等待。对于目前大部分的插卡式数据采集卡来说,用户在安装配置上将会花掉大量的时间,而且系统不具备热插拔和便携的优点。本文设计了一套基于DSP 和USB2.0的便携式数据采集处理系统,不仅突破了传统数据采集卡单纯数据采集的局限,具有板卡上完成数据处理的能力,同时具有热插拔和便携的优点,更加适合场外测试测量。DSP(数字信号处理器)以其特有的硬件体系结构和指令体系成为快速精确实现数字信号处理的首选工具。本文讲述了DSP 的CPU 结构、存储器构成、外设资源和指令寻址方式等。高速数据采集处理系统不但要求系统具有高速的数字信号处理能力,同时还要有很高的数据传输带宽,以便系统能够把大量数据传到PC 机上。采集处理系统采用的计算机接口类型是数据传输带宽的决定因素。USB 总线(Universal Serial Bus)的最高速度可达480Mbps,且具有热插拔、易于扩展和兼容性强等优点。在数据采集处理系统与计算机之间采用USB2.0 高速接口能够完全满足数据传输的带宽要求。本文介绍了USB总线的特点和协议等内容,充分阐述了基于此接口的数据采集处理系统的设计和实现方法。基于DSP 和USB2.0 技术,本文设计了一套便携式高速数据采集处理系统。系统功能模块包括输入/输出通道模块、采集处理模块和计算机接口模块。每个功能模块在结构上由一些电子器件按一定的组成方式构成。针对各个功能模块,本文进行了详细的硬件设计。系统的软件设计主要包括DSP 程序设计、固件程序、驱动程序和主机端程序设计。文章详细地介绍了系统单通道、多通道工作模式的DSP 主程序设计、DMA中断服务程序和INT 2中断服务程序的设计。利用KeilC51 工具开发了固件程序,并用微软公司的DDK 工具和Visual C++6.0 开发工具进行了系统的驱动程序和主机端应用程序设计。论文最后对课题进行了总结,并对进一步研究进行了展望。
王远[6]2010年在《一种便携式多通道瞬变电磁探测系统的设计与实现》文中认为瞬变电磁法由于其独特的优势,诸如:发现异常能力强;探测深度大;受地形影响小;对低阻层分辨率高;工作形式灵活多样;仪器轻便、功率大,使其广泛应用于地下水和地热资源调查、寻找低阻矿体、寻找溶洞、进行高阻覆盖地区的油气田的普查和勘探。近年来由于技术的发展,瞬变电磁在方法和仪器上也有长足发展,使其逐步拓展到市政工程和巷道透水等应用层面[1,17,18]。为适合巷道透水超前探测等浅层目标体勘探的需求,本文设计了一套面向浅层勘探的,高速高分辨率,可进行叁分量采集的瞬变电磁仪。并根据工作特点将其设计为主要使用小线圈重迭回线的便携式低功耗瞬变电磁一体机。发射系统和接收系统为瞬变电磁勘探仪不可或缺的两部分。发射系统发射激励电流,以在地下导体中激发二次场,接收系统则负责接收该二次场信号,通过该信号可反演出被测目标体的电阻率[35]。在研究现有仪器并改进前人系统设计的基础上,研制了一套以DSP和CPLD为主控器件的瞬变电磁探测系统,本论文对该系统的设计思想和原理进行了详尽分析和论述。对于瞬变电磁发射系统,产生的激励电流功率要充分强,且对关断时间的要求比较苛刻,且发射的同时还需实时监测发射电流,记录电流波形下降沿[36]。而对接收系统,由于瞬变电磁信号具有早期信号幅度大、衰减迅速,中晚期信号幅度小、衰减缓慢的特点,需要采集系统有足够大的动态范围。为在动态范围和采样率两方面都能满足实际引用的要求,本论文中采用了24位高速模数转换器件作为核心器件。并实现了高速并行多路信号的同步采集。经调试,本系统大部分达到或超过了预期的设计指标,可以满足浅层叁分量瞬变电磁探测的要求。在文章最后,提出了后续研制工作的一些建议。
张剑[7]2004年在《基于USB总线的便携式数据采集系统设计》文中研究指明高速串行总线(USB)作为一种新兴的计算机外设总线标准，有着易用、真正的热插拔、高性能和系统造价低廉等优点。随着计算机总线技术的发展，虚拟仪器在性能稳步提高的基础上朝着小型化、便携化的方向发展。因此USB总线虚拟仪器概念很快被提出。本文作者基于此概念，进行本USB总线便携式数据采集系统的设计。在设计过程中笔者将USB1.1技术与数据采集技术相结合，同时融合了虚拟仪器的设计理念，设计过程中采用了CPLD技术、并行通道采集技术、WDM驱动程序技术等。 本文分两大部分：第一部分中笔者阐述了USB总线虚拟仪器技术以及数据采集技术的理论。第二部分笔者从软件开发和硬件开发两方面着手，重点描述了如何设计一个USB总线数据采集系统，对系统进行了详细的需求分析并给出了整个系统的体系结构。
江贻军[8]2008年在《基于U盘的多路过程数据采集器设计》文中指出本文以AT89C系列单片机为核心,综合现代存储技术、USB总线技术、VisualBasic开发技术,设计了一种基于U盘的多通道、低功耗、便携式数据采集系统。采用多微处理器的实现方案,主处理器负责U盘的读写及与从处理器的数据交换,从处理器负责数据的采集和数据处理。主从处理器在适当的时序控制下以并口方式进行通信。多处理器的系统方案大大减轻了主处理器的负担,使得系统功能模块化设计成为可能,增加了系统调试的方便性。本文在试验过程中以两路温度信号的采集作为示例。主处理器采用ATMEL公司生产的AT89C55WD单片机,USB通用接口芯片采用南京沁恒电子有限公司生产的CH375芯片,从处理器采用宏晶科技生产的STC12C5412AD,其内置8通道10位A/D负责数据采集。温度传感器采用玻封MF58系列热敏电阻。对U盘文件按照FAT32格式读写。数据通信采用C语言编程,从微处理器按照设定的采样间隔进行两路信号的采集,并对采集到的原始温度数据进行滤波处理和转换,以及与主微处理器进行通信。采用Visual Basic开发了数据采样参数(采样间隔等)设置和U盘数据读取处理等应用软件模块。采集到的多路过程数据以ASCⅡ格式写入U盘,存入U盘的数据可在PC机上进行离线数据分析和数据处理。同时,在软、硬件设计时均采用了有效的抗干扰措施。本文对整个系统的方案设计、制板、调试过程以及试验结果等方面进行了比较详细的叙述。
王烁[9]2009年在《便携式生物化学发光测量平台的研究》文中认为生物化学发光免疫分析法(Chemiluminescence Immunoassay, CLIA)是建立在放射免疫分析技术(Radio Immunoassay, RIA)理论的基础上,以标记发光剂为示踪物信号建立起来的一种非放射标记免疫分析法,具有灵敏度高、线性范围宽、易操作、易于实现自动化等优点。经过叁十多年的发展,以光电倍增管(Photomultiplier tube, PMT)为核心部件的生物化学发光测量仪已经成为成熟的医疗诊断设备。通用型生物化学发光测量仪设备价格昂贵、体积笨重、功耗巨大,难以普及推广到家庭和个人,而随着近年来光电器件研究的进展,实现生物化学发光测量仪的微型化、便携化具备了一定的条件。本课题是便携式生物化学发光测量仪的预研项目,通过对生物化学发光(Biochemical luminescence, BCL)测量领域的调研和研究,提出了基于固态光电传感器的生物化学发光测量仪的设计方案,设计并研制出了用于实验和验证的生物化学发光测量系统硬件平台,为便携式生物化学发光测量仪的研制,提供了技术基础。本文的工作主要体现在以下几个方面:1.调研了生物化学发光测量与光子测量与计数领域的前沿研究现状,对应用于生物化学发光测量领域的光电倍增管、电荷耦合器件(Charge-Coupled Device,CCD)、雪崩击穿光电二极管(avalanche Photodiode, APD)、硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier, SiPM)等光电传感器进行了调研,提出了基于APD与SiPM的便携式生物化学发光测量系统设计方案。2.设计并研制出了基于光电倍增管的前端光子信号测量单元,为生物化学发光测量系统的研究提供了一个实验和验证的传感器平台。3.设计了基于ARM+FPGA的生物化学发光测量系统的后端数据采集与处理平台,完成了底层软件系统的开发。作为后端数据采集与处理的实验与验证平台,设计并实现了基于32位DSP处理器的高速信号采集系统。4.完成了整个生物化学发光测量平台的基础功能测试,为本项目后续的研究工作提供了基本的平台。
周荣[10]2007年在《一种新型便携式超声波探伤系统的研制》文中研究指明超声波探伤作为一种重要的无损检测技术已经在国防工业、机械制造等领域获得了广泛应用。现有的便携式超声波探伤系统通常采用单片机或DSP实现方案,软件设计非常复杂,实现难度大,代码移植和重用比较困难,因此不便于系统的升级和维护。近年来,嵌入式技术在许多领域的应用日益广泛,在超声波无损检测领域有着广阔的应用前景。本文提出了一种基于嵌入式技术的新型便携式超声波探伤系统方案。该方案以便携式超声波探伤的设计需求为依据,采用“ARM+FPGA”硬件架构和嵌入式Linux操作系统相结合的设计思想,设计了一个满足性能要求的新型便携式超声波探伤系统。为了解决超声波探伤中的高速数据处理问题,方案采用了Samsung公司的嵌入式处理器S3C2410X和Xilinx公司的FPGA XC3S250E作为系统的硬件平台,成功地将嵌入式Linux操作系统移植到该平台上,并开发出相应的设备驱动程序。同时本方案还引入高性能嵌入式GUI系统开发工具包-Qt/Embedded,并在此基础上开发出了便携式超声波探伤系统的图形用户界面。通过实际测试结果证明,本方案成功实现了便携式超声波探伤系统中的高速数据采集、非均匀压缩和实时处理等关键功能,为今后便携式超声波探伤系统的研制提供了一种切实可行的高性能解决方案,并对其它嵌入式应用系统而言有很高的参考应用价值。
参考文献：
[1]. 航空发动机便携式综合测试系统研究[D]. 戚长森. 沈阳航空航天大学. 2016
[2]. 便携式设备故障诊断装置中振动数据采集系统研究与开发[D]. 龙杰强. 中南大学. 2007
[3]. 高速便携式数据采集系统的研制[D]. 向晓安. 电子科技大学. 2001
[4]. 新型无线煤矿压力采集和智能分析系统的研制[D]. 沈开奎. 太原理工大学. 2007
[5]. 基于DSP技术与USB2.0接口的数据采集处理系统[D]. 俞平. 重庆大学. 2005
[6]. 一种便携式多通道瞬变电磁探测系统的设计与实现[D]. 王远. 吉林大学. 2010
[7]. 基于USB总线的便携式数据采集系统设计[D]. 张剑. 南京理工大学. 2004
[8]. 基于U盘的多路过程数据采集器设计[D]. 江贻军. 南京理工大学. 2008
[9]. 便携式生物化学发光测量平台的研究[D]. 王烁. 中国科学技术大学. 2009
[10]. 一种新型便携式超声波探伤系统的研制[D]. 周荣. 南京航空航天大学. 2007