[发明专利]一种振动信号嵌入式远程监测系统

权利要求书

1.一种振动信号嵌入式远程监测系统，其特征在于，该系统包括恒流源单元、IEPE加速度传感器单元、调理电路单元、数模转换单元、控制单元和无线通信模块；

所述的IEPE加速度传感器单元包括X方向ICP加速度传感器、Y方向ICP加速度传感器、Z方向ICP加速度传感器，分别采集振动物体的三个方向的振动情况；

所述恒流源单元包括三个恒流源，调理电路单元包括三个调理电路，数模转换单元包括三个数模转换器，IEPE加速度传感器单元的三个ICP加速度传感器均设置有一条电源线和一条信号传输线，每一条电源线分别连接一个恒流源，每一条信号传输线分别连接一个调理电路，每一个调理电路与一个数模转换器连接，三个数模转换器均与控制单元连接；

控制单元包括现场可编程门阵列、DSP数字处理器和寄存器；三个数模转换器分别通过信号传输线与现场可编程门阵列连接；现场可编程门阵列分别通过信号传输线连接三个寄存器，通过CAN总线连接DSP数字处理器，且通过一根信号传输线连接无线通信模块；

每个调理电路均包括一个高通滤波器、一个放大电路、一个抗混叠滤波器、一个电位抬升电路和一个过载保护电路，五个部分依次串联，其中，每一个ICP加速度传感器的信号传输线与高通滤波器的输入端相连，高通滤波器的输出端与放大电路相的输入端连接；放大电路的输出端与抗混叠滤波器的输入端连接，抗混叠滤波器的输出端与电位抬升电路的输入端连接；电位抬升电路的输出端与过载保护电路的输入端连接，过载保护电路的输出端与一个数模转换器的A/D通道连接，数模转换器通过信号传输线与现场可编程门阵列连接。

2.根据权利要求1所述的一种振动信号嵌入式远程监测系统，其特征在于，现场可编程门阵列通过数模转换器获取三个方向上的原始振动数据，DSP数字处理器对原始振动数据进行处理并进行振动特征值提取，之后将提取到的振动特征值发回给现场可编程门阵列，现场可编程门阵列将获取的原始振动数据以及接收到的振动特征值发送给无线通信模块；无线通信模块进行远程数据发送，将现场可编程门阵列将获取的原始振动数据以及接收到的振动特征值发送给远程监控端，使得不在现场的工作人员实现实时监测设备运行状态；三个寄存器对现场可编程门阵列将获取的原始振动数据以及接收到的振动特征值进行实时连续存储备。

3.根据权利要求1所述的一种振动信号嵌入式远程监测系统，其特征在于，高通滤波器用于滤掉ICP加速度传感器采集到的振动信号中的直流电压量；放大电路为两级同向放大电路，将振动信号的电压幅值调整到数模转换器的量程范围内；抗混叠滤波器用于滤掉高频干扰振动信号，保留需要的频率振动信号；

电位抬升电路将振动信号电压的零位点抬升到数模转换器的采样电压范围的中点处，使振动信号的波动范围位于采集范围内；过载保护电路是为了避免当调试信号放大不当而损坏控制单元。

4.根据权利要求1所述的一种振动信号嵌入式远程监测系统，其特征在于，所述恒流源通过LM334芯片实现。

5.根据权利要求1所述的一种振动信号嵌入式远程监测系统，其特征在于，所述抗混叠滤波器为一个五阶的Butterworth低通滤波器，用它来过滤高频干扰信号，五阶Butterworth滤波器由一个一阶有源低通滤波器和两个二阶有源低通滤波器前后级联而成。

6.根据权利要求1所述的一种振动信号嵌入式远程监测系统，其特征在于，所述无线通信模块通过无线WIFI芯片ESP8266实现。

7.根据权利要求1所述的一种振动信号嵌入式远程监测系统，其特征在于，所述ICP加速度传感器的型号为美国PCB333B50加速度传感器。

8.根据权利要求1所述的一种振动信号嵌入式远程监测系统，其特征在于，数模转换器的数模转换芯片为亚德诺半导体技术有限公司的AD7705芯片。