[实用新型]一种基于DSP与ARM的嵌入式轴承故障检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于DSP与ARM的嵌入式轴承故障检测系统。

背景技术

目前，滚动轴承故障检测的理论研究已经比较成熟，市场上也出现了不少轴承检测和故障诊断的产品，但是这些检测系统的用户终端大多是通过PC机来实现的，而且设备比较笨重、价格比较昂贵。这种基于DSP和ARM的嵌入式轴承故障检测系统可以方便地植入操作系统，可进行多任务调度和控制，并且具有很强的运算能力。另外嵌入式系统具有体积小、功耗低、稳定性好、价格便宜且可以外扩键盘和显示屏，提供丰富的人机交互手段，相对PC机有着很大的优势。

为了更准确的确定轴承的故障，我们所需要的研究的参数也随之增加，因此我们所采样的数据量和处理任务也不断增加，对数据传送速度的要求也越来越高。如果在两个系统端口之间没有能够高速传送数据的接口，将会造成数据传送的阻塞，严重影响系统的实时性与处理数据的能力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种基于DSP与ARM嵌入式轴承故障检测系统，可更快速地提高轴承故障检测的工作效率和准确率。

为达到上述目的本实用新型采用的技术方案如下：

一种基于DSP与ARM的嵌入式轴承故障检测系统，包括信号采集模块、DSP信号处理模块、双端口RAM模块、ARM控制模块；其特征为：采集轴承振动信号的信号采集模块的输出端与DSP信号处理模块的输入端相连，DSP信号处理模块的输出端与双端口RAM的输入端相连，双端口RAM的输出端与ARM的输入端相连，ARM的输出端连接触摸屏。

其中信号采集模块包括轴承振动测量仪、压电传感器、电荷放大器、A/D转换器；压电传感器在轴承测量仪上检测轴承的振动信号，并依次与电荷放大器、A/D转换器相连。

其中DSP信号处理模块与ARM控制模块之间的通信是通过双端口RAM来实现的。

其中ARM控制模块采用Linux操作系统搭建控制平台并开发基于QT的图形界面，通过触摸屏实现人机通信接口，显示经过处理后的数据以及图形界面。

本实用新型与现有技术相比较，具有如下显而易见的实质性特点和优点：

1.本实用新型采用了DSP与ARM双核结构，DSP选用美国TI公司的32位定点DSP芯片TMS320C6713,作为数据运算部分，充分利用其对数字信号处理的独特优势； ARM选择三星公司的ARM9系列芯片S3C2410A，外围电路扩展SDRAM、SD卡、LCD、FLASH等。

2.本实用新型采用了双端口RAM完成DSP信号处理模块与ARM控制模块之间的数据通信，提高了两个系统端口之间的传输速度，从而提高了轴承故障诊断的效率。

3.本实用新型的核心算法采用了共振解调法，通过对数字信号进行数字滤波，Hilbert变换和FFT，得到轴承故障的特征频率。

4.ARM控制模块采用Linux操作系统搭建控制平台并开发基于QT的图形界面，通过触摸屏实现人机通信接口，显示经过处理后的数据以及图形界面。

5.本实用新型所采用的嵌入式系统设计图形用户界面的工具包为QT/Embedded，它提供了丰富的窗口小部件，并且还支持串口部件的定制，为用户提供美观的图形界面。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图。

图2为双端口RAM与DSP信号处理模块和ARM控制模块的硬件连线图。

图3为QT/Embedded的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图和优选实施例对本实用新型做进一步说明。

实施例一：

参观图1-~图3，本基于DSP与ARM的嵌入式轴承故障检测系统，包括信号采集模块（1）、DSP信号处理模块（2）、双端口RAM模块（3）和ARM控制模块（4），其特征在于：所述信号采集模块（1）的输出端与DSP信号处理模块（2）的输入端相连，DSP信号处理模块（2）的输出端与双端口RAM（3）的输入端相连，双端口RAM（3）的输出端与ARM控制模块（4）的输入端相连，ARM控制模块（4）的输出端连接触摸屏。

实施例二：  

本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：

所述信号采集模块（1）是由轴承振动测量仪（1-1）经压电传感器（1-2）和电荷放大器（1-3）连接A/D转换器构成；

所述DSP信号处理模块（2）与ARM控制模块（4）之间的通信是通过双端口RAM（3）来实现的；