王亮[1]2013年在《基于DSP+ARM的多通道数据采集系统的设计》文中研究说明随着科学技术的不断发展和工业管理的不断进步，人们对机械设备的安全、高效和长时间稳定运行等要求日趋强烈，这使得我们更加关注机械故障诊断中的检测和分析技术。实践证明，先进的信号分析技术和有效的故障诊断手段可以减少故障发生。本文以故障诊断为目的，设计出一款基于DSP+ARM的多通道数据采集与分析系统。本文确定了以多通道数据采集系统为总体的设计方案，系统主要由以下两个部分组成：（1）以TI公司的C2000系列DSP芯片TMS320F2812为核心进行数据采集和分析处理；（2）以成都英创公司生产的嵌入式主板EM9170为核心进行数据存储和整个系统控制。数据采集模块设计中，振动信号调理、键相信号的预处理以及工艺量的安全处理是得到准确数据的基础。同时，并行数据采集ADC芯片MAX1320为整个系统的数据采集的核心，本文对此做了详细的介绍。数据分析部分，采用了经典的FIR和FFT算法分析，并通过在CCS集成开发环境中对原始数据进行仿真和提取特征数据，完成对原始数据的分析处理。EM9170上运行着Windows CE操作系统，完成数据还原、数据存储、人机接口和整个系统控制等功能。整个系统的原始数据和特征值都将存储于本地数据库SD卡与远程数据库中。系统的控制部分由EM9170中精简ISA总线控制，分别控制信号调理中滤波频率、键相信号中电平大小、转速中倍频大小以及双机通信等。本文详细地介绍了双核数据采集系统中的数据采集模块、微处理器模块、电源与复位模块以及整个系统控制模块的硬件设计。并详细分析了数据采集模块和DSP系统软件设计、ARM系统软件设计以及两者之间的相关通信。该系统充分结合DSP的实时信号处理能力和ARM的事务管理能力，利用传感器技术，数据采集技术和数据处理技术，对大量数据进行分析与存储，为后续故障诊断系统提供了丰富、准确、实时性高的数据资源，使得后续系统可以很好地对机械的运行状态进行分析，最终为技术人员维护设备提供准确的科学理论依据。目前，该系统已经完成了原型的开发并投入使用。系统工作正常时，各项指标达到设计要求。
林贤体, 倪祖荣, 彭浪, 肖芬[2]2009年在《基于USB总线的ISA数据采集卡控制接口》文中研究指明本文针对ISA数据采集卡提出了一种基于USB总线的控制方法。控制接口定义了USB用户总线请求,以AN2131Q为主控芯片,在其通用驱动程序的基础上,编写ISA数据采集卡的控制函数,并将其封装成动态链接库的形式。应用该接口,在Labview中调用其驱动函数,则微机可通过USB总线对ISA数据采集卡进行控制。
刘振岳[3]2008年在《基于PC/104+总线的多通道数据采集系统的设计》文中认为设备状态监测与故障诊断技术作为一门新兴的工程技术近年来得到了飞速的发展,在设备维护中发挥着越来越重要的作用,同时也带来了巨大的经济效益与社会效益。而网络技术、计算机与嵌入式技术的不断进步又为状态监测与故障诊断提供了新的发展方向。本课题根据工业状态监测与故障诊断应用的实际需求,在PC/104+总线基础上设计了一种可扩展式的数据采集系统——基于PC/104+总线的多通道数据采集系统。本数据采集系统将PC/104+ CPU模块中的PCI总线进行处理与扩展,将其转换为针对数据采集应用优化的内部自定义总线,使其可以以较高速度支持更多的数据采集子设备,并基于此自定义内部总线设计多通道数据采集系统。另外,本系统还对数据采集部分进行改进,使信号调理部分直接集成到数据采集通道,无需额外进行信号调理,使本系统更加适用于工业数据采集应用。论文对故障诊断技术及其目前的发展作了简要阐述,在对多种方案进行对比的基础上提出了基于PC/104+总线的多通道数据采集系统,对系统中使用的自定义总线与各部分板卡的硬件设计与实现进行了详细的说明,介绍了本数据采集系统使用的软件系统,并给出了系统软件设计思路与总体框架。经实际测试表明,本数据采集系统工作稳定,性能可靠,数据处理速度快,达到了预期的设计要求,非常适于工业现场数据采集。
黄鸿强[4]2013年在《车载在线状态监测系统的研究与实现》文中研究指明随着计算机技术和微电子技术的发展，各种由计算机控制的数据监测平台大大的提高了数据采集处理的效率。同时随着各种高性能的嵌入式微处理器的出现，低成本、低功耗、高性能、体积小的嵌入式系统在数据处理领域更是得到了广泛的应用，它高效的处理能力能更好的实现对设备各种状态数据的采集监测和综合分析诊断。部队某老型号装甲车的车载状态参数仍以机械仪表监测为主，由于监测的状态参数较少，其故障模式复杂，传统的经验诊断方法已经不能满足对其故障诊断的需要，极大的制约了快速维修保障的能力。本文针对其在线状态监测的不足，通过对系统需求方案和各项性能指标进行具体的研究，分析了系统的技术难点和可行性方案，提出了一套基于ARM核心平台的嵌入式车载系统方案，通过对设计样机的实际运行测试得出该方案满足设计的基本要求，能够实现对车载各种状态数据的采集处理和在线监测。本文主要内容首先概述了在线监测系统的设计思路以及系统设计的技术难点，然后根据设计需求提出了采用基于ARM核心的嵌入式平台的总体结构设计方案。其次通过硬件和软件两个部分对系统进行设计，硬件部分主要是对核心处理主板平台选择、采集模块选择及电路设计；调理模块电路设计；同时设计译码电路，利用对ISA精简总线接口进行译码扩展的办法实现了32通道的车载传感器数据的采集。软件设计上完成了Wince操作系统的内核的具体功能定制，然后通过系统软件设计了对多通道数据的读取采集方法，编写系统的应用程序实现对各通道输入的数据采集显示与监测；还通过对故障诊断方法的分析，提出了用基于RBF神经网络对装甲车发动机进行故障诊断的方法，并对典型故障数据进行了具体的分析测试，得出了此方法的可行性。文章最后是整个监测系统样机的总体运行调试，对测试的数据结果进行分析比对得出结论，同时提出了系统存在的不足和对其展望。
张刘, 段广仁[5]2005年在《ISA数据采集卡的WDM驱动开发与中断实时数据采集的实现》文中进行了进一步梳理ISA设备在Windows新的驱动程序模型WDM(WindowsDriverModel)中没有获得很好的支持,使用WDM实现需要一些特殊处理。本文主要针对一具体型号的数据采集卡给出了在WindowsXP下基于ISA总线WDM驱动程序的开发及从系统实现的角度阐述了采用硬件中断申请事件通知的数据采集的实现。
冯志江, 黄凤鸣[6]2010年在《基于CPLD和ISA总线的数据采集系统设计》文中研究表明介绍一种基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)的数据采集系统,并给出详细的设计方案。计算机通过ISA总线实现与数据采集系统的指令和数据传输。通过VHDL编程实现CPLD对12位串行模数转换器ADS7816的控制。最后,给出该系统设计的仿真波形和测试结果。
王洁[7]2012年在《设备运行状态无线监控网络平台构架与实验研究》文中研究指明设备无线监控系统是在嵌入式产品和无线通信技术结合的基础上形成的一种用于获取远程设备运行过程中的各种参数指标，以实现对各分散的设备进行远程监管和控制的系统。当前，鉴于传统有线监控方式存在布线麻烦和信息传输不及时等各种弊端，无线监控系统摆脱了这些局限，得以迅速地发展和广泛地使用，并且来自国内外的业界专业人士目前在这方面的研究中均取得了不少进步。本课题对无线监控信号搭载传送方式和网络的结构形式进行了深入的探讨和研究，结合过程设备在运行中需要监测的各类参数，给出合理的系统解决方案，组建完整的无线监控系统，为多对象目标运行状态复合参数监测奠定了深厚的基础。该系统具有数据采集、无线内网传输、数据显示、预警和报表等功能，并且其网络结构具有组网灵活、无需综合布线、与多种通信主干网融合、功耗低、自修复等多重优点，特别适用于既有建筑和设施。本文首先对设备无线监控系统的总体构架进行研究，根据项目的具体情况给出合理解决方案，对无线监控系统网络拓扑和体系架构作分析；其次，对系统的无线网络进行选择，了解目前应用广泛的ISA100、ZigBee和WirelessHART，并弄清楚叁种无线协议之间的区别；再次，进行系统无线网络的搭建，对测点进行选择，再分别对基于WirelessHART标准和ISA100协议的组网进行研究；最后，进行上位机软件的设计，并介绍系统功能的实现与系统扩展。通过试验和运行，该系统各方面表现达到预期，并通过进一步的试验证明了系统具有很好的可扩展性。
贺小亮, 李艾华, 王帆胜[8]2008年在《基于ISA总线的数据采集卡的设计及应用》文中指出本文介绍了基于ISA总线的数据采集卡的硬件电路和软件设计。针对传统数据采集卡中电压测量电路的零点校正和满刻度校正是用滑动变阻器来实现的,设计了一种新的采用D/A转换芯片、存储器和集成运算放大器的电路,代替了传统的滑动变阻器校正方法,实现了自动校正,提高了调整精度。采用新的校正电路的另一个优点是可以采用各种非线性校准技术,对电压测量电路的非线性进行自动校准。
张翔, 陈鸿[9]2010年在《基于ISA总线的超声信号计算机数据采集系统》文中研究表明介绍了基于ISA总线的超声信号计算机数据采集系统的硬件构成,编写了采集卡的调试程序,建立了完整的超声信号计算机采集系统。测试结果表明,本卡可较好地完成超声信号峰值采集及保存,满足了对超声信号的数据采集的要求。
闫宇壮[10]2006年在《磁浮列车悬浮控制系统仿真测试平台的设计与实现》文中提出本文针对磁浮列车的专有核心系统——悬浮控制系统的检测与维护,设计一套专门的离线仿真测试平台。该平台不仅能够实现对硬件系统的自动测试,而且能够通过模拟、仿真等手段来评估系统的软件性能。文章通过对测试需求的分析,初步确定了仿真测试平台的硬件结构以及软件功能,并给出了基于平台的测试方法以及全系统的硬件、软件测试方案。针对软件测试方案中的悬浮控制算法测试,对平台进行了细化设计并予以实现。所实现的平台由PC上位机、数据采集卡以及相应的软件组成。其中上位机主要用于计算电磁铁模型,显示测试结果等;数据采集卡实现和悬浮控制器的接口连接,并完成仿真数据的上行、下行传输。平台可视为一个虚拟的电磁铁,它与悬浮控制器实物组成闭环的半实物仿真控制回路,能够对各种工况下的悬浮控制算法进行仿真测试。围绕平台研制过程,本文重点开展了以下叁方面的研究:①单电磁铁的动力学建模研究。单电磁铁系统是典型的非线性不稳定系统。首先给出了常见的单电磁铁机理模型,并研究用于数字系统仿真的模型数值计算方法。针对机理建模误差较大的问题,深入研究电磁铁在闭环稳定悬浮情况下的辨识实验建模方法;从闭环辨识可辨识性问题出发,给出不相关噪声激励辨识和高阶控制器辨识两种辨识方案;针对不同方案,设计了二阶、叁阶悬浮控制算法,并研究适用于在线辨识的递推最小二乘辨识算法。最后对两种方案进行了仿真实现,完成了对单电磁铁模型参数的精确辨识。②基于工业控制PC的平台硬件研制以及软件开发。根据仿真平台的接口要求,设计了基于ISA总线+CPLD的PWM波脉宽测量卡,用于获取悬浮控制器的控制信息(上行数据);利用现有的DA卡输出电磁铁的状态信息(下行数据);面向实时半实物仿真,开发了基于RTX的多进程协从处理仿真软件。软件由RTSS进程和Win32进程组成,其中RTSS进程用于实时数据采集、实时模型计算以及实时数据输出等,Win32进程用于对仿真过程进行控制,以及关键数据的显示等。③针对平台各功能模块的实验研究。包括DA卡性能测试、PWM脉宽测量性能测试、软件的实时性能测试、平台的闭环功能测试等,实验结果表明平台满足了半实物仿真测试的硬件接口以及软件实时性要求。面向悬浮控制算法测试,最后讨论了本平台对所能达到的测试能力。本平台面向悬浮控制器的软件系统测试,同时可用于实际悬浮控制算法的开发以及调试,具有较好的研究指导意义。
参考文献：
[1]. 基于DSP+ARM的多通道数据采集系统的设计[D]. 王亮. 电子科技大学. 2013
[2]. 基于USB总线的ISA数据采集卡控制接口[C]. 林贤体, 倪祖荣, 彭浪, 肖芬. 第十九届测控、计量、仪器仪表学术年会(MCMI'2009)论文集. 2009
[3]. 基于PC/104+总线的多通道数据采集系统的设计[D]. 刘振岳. 北京化工大学. 2008
[4]. 车载在线状态监测系统的研究与实现[D]. 黄鸿强. 电子科技大学. 2013
[5]. ISA数据采集卡的WDM驱动开发与中断实时数据采集的实现[J]. 张刘, 段广仁. 工业控制计算机. 2005
[6]. 基于CPLD和ISA总线的数据采集系统设计[J]. 冯志江, 黄凤鸣. 电子设计工程. 2010
[7]. 设备运行状态无线监控网络平台构架与实验研究[D]. 王洁. 北京化工大学. 2012
[8]. 基于ISA总线的数据采集卡的设计及应用[J]. 贺小亮, 李艾华, 王帆胜. 电子测量技术. 2008
[9]. 基于ISA总线的超声信号计算机数据采集系统[J]. 张翔, 陈鸿. 山西电子技术. 2010
[10]. 磁浮列车悬浮控制系统仿真测试平台的设计与实现[D]. 闫宇壮. 国防科学技术大学. 2006
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