專利名稱：一種用智能手機(jī)實(shí)現(xiàn)的振動信號采集系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及工業(yè)設(shè)備的振動信號檢測技術(shù)，特別是一種用智 能手機(jī)實(shí)現(xiàn)的振動信號采集系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
通過對機(jī)械設(shè)備的振動進(jìn)行定期監(jiān)測和分析，可以獲知設(shè)備的工作狀態(tài)，這種操 作對工業(yè)企業(yè)設(shè)備的安全、高效運(yùn)行非常重要?，F(xiàn)有技術(shù)中，利用振動傳感器來檢測振動信 號，振動傳感器需要通過導(dǎo)線連接到數(shù)據(jù)采集儀上，采集完畢振動信號后，又需要將采集的 數(shù)據(jù)通過USB或其它有線方式傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中保存。這種信號采集方式要求固定采集點(diǎn)， 不能移動，不適合高危險(xiǎn)工作區(qū)域，同時(shí)數(shù)據(jù)采集儀成本較高，不方便升級

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用智能手機(jī)實(shí)現(xiàn)的振動信號采集系統(tǒng)，所述的這種用智 能手機(jī)實(shí)現(xiàn)的振動信號采集系統(tǒng)要解決現(xiàn)有技術(shù)中不能在移動環(huán)境中采集振動信號數(shù)據(jù)、 數(shù)據(jù)采集儀成本較高且不方便升級的技術(shù)問題。本發(fā)明的這種用智能手機(jī)實(shí)現(xiàn)的振動信號采集系統(tǒng)由振動傳感器、無線信號采集 器、智能手機(jī)和計(jì)算機(jī)構(gòu)成，所述的智能手機(jī)中設(shè)置有無線局域網(wǎng)絡(luò)接口，其中，所述的無 線信號采集器由前置信號處理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、IP包封裝電路和無線局域網(wǎng)絡(luò)接口電 路構(gòu)成，所述的前置信號處理電路與所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與所述的IP 包封裝電路連接，IP包封裝電路與所述的無線局域網(wǎng)絡(luò)接口電路連接，所述的振動傳感器 通過信號導(dǎo)線與前置信號處理電路連接，無線局域網(wǎng)絡(luò)接口電路與智能手機(jī)中的無線局域 網(wǎng)絡(luò)接口通過無線局域網(wǎng)絡(luò)連接，智能手機(jī)通過無線局域網(wǎng)絡(luò)接口、或者通訊接口電路與 所述的計(jì)算機(jī)連接，或者智能手機(jī)通過外置存儲卡向計(jì)算機(jī)傳遞采集到的數(shù)據(jù)，前置信號 處理電路中設(shè)置有信號放大電路、濾波電路、積分電路和自動增益電路，前置信號處理電路 對來自振動傳感器的模擬振動信號進(jìn)行放大、濾波、積分、自動增益處理，然后傳送到模數(shù) 轉(zhuǎn)換電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路對模擬振動信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后向IP包封裝電路輸出數(shù)字振 動信號，所述的IP包封裝電路中設(shè)置有處理器和存貯器，所述的存貯器中設(shè)置有符合TCP/ IP協(xié)議的封裝程序，IP包封裝電路通過處理器將數(shù)字振動信號轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)包并向無線 局域網(wǎng)絡(luò)接口電路傳送，無線局域網(wǎng)絡(luò)接口電路將IP數(shù)據(jù)包通過無線局域網(wǎng)絡(luò)傳遞到智 能手機(jī)中，使用者可當(dāng)場在手機(jī)屏幕上查看到設(shè)備的振動波形和頻譜，并可存儲在手機(jī)上， 回到辦公區(qū)后，可將振動信號文件通過無線或USB有線方式傳遞到計(jì)算機(jī)集中保存。進(jìn)一步的，所述的前置信號處理電路上連接有轉(zhuǎn)速信號傳感器和輸入信號傳感
O進(jìn)一步的，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路對輸入的模擬信號進(jìn)行12位模數(shù)轉(zhuǎn)換。進(jìn)一步的，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中設(shè)置有計(jì)數(shù)器，對轉(zhuǎn)速進(jìn)行精確測量，所述的計(jì) 數(shù)器的頻率是60MHz。
進(jìn)一步的，所述的智能手機(jī)中設(shè)置有信號處理程序和波形頻譜顯示程序。具體的，本發(fā)明中所述的振動傳感器、智能手機(jī)、計(jì)算機(jī)、信號放大電路、濾波電 路、積分電路、自動增益電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、IP包封裝電路、處理器、存貯器、無線局域網(wǎng)絡(luò) 及其接口、符合TCP/IP協(xié)議的封裝程序、信號處理程序和波形頻譜顯示程序均采用現(xiàn)有技 術(shù)中的公知技術(shù)方案，有關(guān)上述公知技術(shù)方案，本領(lǐng)域的技術(shù)人員均已經(jīng)了解，在此不再贅 述。本發(fā)明與已有技術(shù)相對比，其效果是積極和明顯的。本發(fā)明利用無線信號采集器， 安裝在設(shè)備現(xiàn)場，由無線信號采集器采集到信號后，封裝成IP包，通過無線WLAN發(fā)送。再 利用智能手機(jī)通過無線WLAN接收信號，由內(nèi)部CPU運(yùn)算，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析，并進(jìn)行 波形、頻譜、幅值等各種振動參數(shù)的顯示，將波形保存后，還可通過無線方式發(fā)送到計(jì)算機(jī) 中作進(jìn)一步的保存。實(shí)現(xiàn)了移動采集信號，采集人不必固定在一點(diǎn)，可隨時(shí)移動，移動距離 可達(dá)20 100米，特別有利于高危險(xiǎn)工作。與專用的數(shù)據(jù)采集儀相比，手機(jī)成本低廉。隨 著3G的應(yīng)用，可以更換前端采集器中的傳輸模塊，直接通過3G通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)采集振動信 號，做到任何時(shí)候，任何地點(diǎn)都可以任意采集。


圖1是本發(fā)明一種用智能手機(jī)實(shí)現(xiàn)的振動信號采集系統(tǒng)的原理示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明一種用智能手機(jī)實(shí)現(xiàn)的振動信號采集系統(tǒng)，由振動傳感器(圖 中未示)、無線信號采集器1、智能手機(jī)2和計(jì)算機(jī)3構(gòu)成，所述的智能手機(jī)2中設(shè)置有無線 局域網(wǎng)絡(luò)接口(圖中未示)，其中，所述的無線信號采集器1由前置信號處理電路11、模數(shù) 轉(zhuǎn)換電路12、IP包封裝電路13和無線局域網(wǎng)絡(luò)接口電路14構(gòu)成，所述的前置信號處理電 路11與所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路12連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路12與所述的IP包封裝電路13連接， IP包封裝電路13與所述的無線局域網(wǎng)絡(luò)接口電路14連接，所述的振動傳感器通過信號導(dǎo) 線與前置信號處理電路11連接，無線局域網(wǎng)絡(luò)接口電路14與智能手機(jī)2中的無線局域網(wǎng) 絡(luò)接口通過無線局域網(wǎng)絡(luò)連接，智能手機(jī)2通過無線局域網(wǎng)絡(luò)接口、或者通訊接口電路與 所述的計(jì)算機(jī)3連接，或者智能手機(jī)2通過外置存儲卡向計(jì)算機(jī)3傳遞數(shù)據(jù)，前置信號處理 電路11中設(shè)置有信號放大電路、濾波電路、積分電路和自動增益電路，前置信號處理電路 11對來自振動傳感器的模擬振動信號進(jìn)行放大、濾波、積分、自動增益處理，然后傳送到模 數(shù)轉(zhuǎn)換電路12，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路12對模擬振動信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后向IP包封裝電路13 輸出數(shù)字振動信號，所述的IP包封裝電路13中設(shè)置有處理器和存貯器，所述的存貯器中設(shè) 置有符合TCP/IP協(xié)議的封裝程序，IP包封裝電路13通過處理器將數(shù)字振動信號轉(zhuǎn)換為IP 數(shù)據(jù)包并向無線局域網(wǎng)絡(luò)接口電路14傳送，無線局域網(wǎng)絡(luò)接口電路14將IP數(shù)據(jù)包通過無 線局域網(wǎng)絡(luò)傳遞到智能手機(jī)2中，工作人員在工業(yè)現(xiàn)場就可以借助手機(jī)的分析功能，立即 查看到振動信號的波形頻譜等參數(shù)，在采集好數(shù)據(jù)后，可回到辦公地點(diǎn)，將智能手機(jī)2采集 到的數(shù)字振動信號文件傳遞到計(jì)算機(jī)3。進(jìn)一步的，所述的前置信號處理電路11上連接有轉(zhuǎn)速信號傳感器和輸入信號傳 感器。
進(jìn)一步的，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路12對輸入的模擬信號進(jìn)行12位模數(shù)轉(zhuǎn)換。進(jìn)一步的，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路12中設(shè)置有計(jì)數(shù)器，對轉(zhuǎn)速進(jìn)行精確計(jì)數(shù)測量，所述的計(jì)數(shù)器的頻率是60MHz。進(jìn)一步的，所述的智能手機(jī)2中設(shè)置有信號處理程序和波形頻譜顯示程序。具體的，在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，無線信號采集器1安裝在設(shè)備現(xiàn)場，配套的傳感器安裝在設(shè)備上，并直接連接到 無線信號采集器ι上。由無線信號采集器1采集到信號后，封裝成IP包，通過無線WLAN發(fā) 送。智能手機(jī)2通過無線WLAN接收信號，由內(nèi)部CPU運(yùn)算，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分 析，并進(jìn)行波形、頻譜、幅值等各種振動參數(shù)的顯示。前置信號處理電路11中，含信號的模擬濾波、放大等電路。可連接8路振動信號 和2路轉(zhuǎn)速信號，并對信號進(jìn)行前置處理。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路12中，進(jìn)行數(shù)字化處理。對振動信號，進(jìn)行12位的AD轉(zhuǎn)換，而對轉(zhuǎn) 速信號，由其觸發(fā)捕獲計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器的頻率為60MHz，故其捕獲精度達(dá)到0. 016usoIP包封裝電路13中設(shè)置有由軟件協(xié)議棧，將數(shù)字信號進(jìn)行IP包封裝。將轉(zhuǎn)速信 號與其它信號打包。采用通用的WIFI方式，大大降低了成本。所有的信號經(jīng)數(shù)據(jù)緩沖后， 由TCP/IP協(xié)議方式進(jìn)行傳輸。由于采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議，可以與標(biāo)準(zhǔn)的WIFI設(shè)備直接 接口。智能手機(jī)1設(shè)置有無線WIFI通訊方式。目前智能手機(jī)的CPU頻率最低都高于 200MHz，而最新的手機(jī)高達(dá)1GHz。存儲容量一般都可擴(kuò)展到IG以上，完全適合于振動信號 的數(shù)字處理，因此可以對接收到的信號進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和處理，并利用其320X240以上的分 辯率顯示波形和頻譜。計(jì)算機(jī)3在智能手機(jī)1采集到信號之后，由采集工作人員，將手機(jī)帶到辦公地點(diǎn)， 計(jì)算機(jī)3回收采集到的信息。
權(quán)利要求
一種用智能手機(jī)實(shí)現(xiàn)的振動信號采集系統(tǒng)，由振動傳感器、無線信號采集器、智能手機(jī)和計(jì)算機(jī)構(gòu)成，所述的智能手機(jī)中設(shè)置有無線局域網(wǎng)絡(luò)接口，其特征在于所述的無線信號采集器由前置信號處理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、IP包封裝電路和無線局域網(wǎng)絡(luò)接口電路構(gòu)成，所述的前置信號處理電路與所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與所述的IP包封裝電路連接，IP包封裝電路與所述的無線局域網(wǎng)絡(luò)接口電路連接，所述的振動傳感器通過信號導(dǎo)線與前置信號處理電路連接，無線局域網(wǎng)絡(luò)接口電路與智能手機(jī)中的無線局域網(wǎng)絡(luò)接口通過無線局域網(wǎng)絡(luò)連接，智能手機(jī)通過無線局域網(wǎng)絡(luò)接口、或者USB通訊接口電路與所述的計(jì)算機(jī)連接，或者智能手機(jī)通過外置存儲卡向計(jì)算機(jī)傳遞采集到的數(shù)據(jù)，前置信號處理電路中設(shè)置有信號放大電路、濾波電路、積分電路和自動增益電路，前置信號處理電路對來自振動傳感器的模擬振動信號進(jìn)行放大、濾波、積分、自動增益處理，然后傳送到模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路對模擬振動信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后向IP包封裝電路輸出數(shù)字振動信號，所述的IP包封裝電路中設(shè)置有處理器和存貯器，所述的存貯器中設(shè)置有符合TCP/IP協(xié)議的封裝程序，IP包封裝電路通過處理器將數(shù)字振動信號轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)包并向無線局域網(wǎng)絡(luò)接口電路傳送，無線局域網(wǎng)絡(luò)接口電路將IP數(shù)據(jù)包通過無線局域網(wǎng)絡(luò)傳遞到智能手機(jī)中，再由智能手機(jī)將IP數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換數(shù)字振動信號文件保存，在方便的時(shí)候可再傳遞到計(jì)算機(jī)收集。
2.如權(quán)利要求1所述的用智能手機(jī)實(shí)現(xiàn)的振動信號采集系統(tǒng)，其特征在于所述的前 置信號處理電路上連接有轉(zhuǎn)速信號傳感器和輸入信號傳感器。
3.如權(quán)利要求1所述的用智能手機(jī)實(shí)現(xiàn)的振動信號采集系統(tǒng)，其特征在于所述的模 數(shù)轉(zhuǎn)換電路對輸入的模擬信號進(jìn)行12位模數(shù)轉(zhuǎn)換。
4.如權(quán)利要求2所述的用智能手機(jī)實(shí)現(xiàn)的振動信號采集系統(tǒng)，其特征在于所述的模 數(shù)轉(zhuǎn)換電路中設(shè)置有計(jì)數(shù)器，所述的計(jì)數(shù)器的頻率是60MHz。
5.如權(quán)利要求1所述的用智能手機(jī)實(shí)現(xiàn)的振動信號采集系統(tǒng)，其特征在于所述的智 能手機(jī)中設(shè)置有信號處理程序和波形頻譜顯示程序。
全文摘要
一種用智能手機(jī)實(shí)現(xiàn)的振動信號采集系統(tǒng)，由振動傳感器、無線信號采集器、智能手機(jī)和計(jì)算機(jī)構(gòu)成，智能手機(jī)中設(shè)置有無線局域網(wǎng)絡(luò)接口，無線信號采集器由前置信號處理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、IP包封裝電路和無線局域網(wǎng)絡(luò)接口電路構(gòu)成，利用無線信號采集器采集信號后，封裝成IP包，通過無線WLAN發(fā)送。再利用智能手機(jī)通過無線WLAN接收信號，由內(nèi)部CPU運(yùn)算，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析，并進(jìn)行波形、頻譜、幅值等各種振動參數(shù)的顯示，將波形保存后，還可發(fā)送到計(jì)算機(jī)中保存。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了移動采集信號，特別有利于高危險(xiǎn)工作地點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集。與專用數(shù)據(jù)采集儀相比，手機(jī)成本低廉。隨著3G應(yīng)用，可以更換前端采集器中傳輸模塊，直接通過3G通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)采集振動信號。
文檔編號H04M1/725GK101808425SQ20091004627
公開日2010年8月18日 申請日期2009年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月17日
發(fā)明者王國強(qiáng), 盛國瑛, 龔向東 申請人:上海華陽檢測儀器有限公司