基于M-BUS的智能采集器的设计与应用

针对目前煤矿井下各类传感器智能化程度不高的现状,设计了一种智能信号采集器,它可以采集煤矿井下通用传感器的频率信号,并通过M-BUS总线上传测量结果。由该采集器构成的矿井安全监测系统可以实现频率信号的低功耗、智能采集和可靠的网络传输。     

嵌入式系统在军用电子设备故障诊断中的应用

电子装备现有的故障诊断系统一般无法完成装备工作过程中的实时在线状态监测。利用多种非接触式的传感器信息融合技术、以太网网络通信技术,设计了现场级嵌入式状态监测系统,采用嵌入式微处理器S3C44B0X构建最小系统实现实时地对系统各个重要部分进行信号采集和在线状态监测,为在线智能故障诊断系统提供诊断信息。     

一种简易心肌细胞搏动压检测单元设计

提出并设计开发一套心肌细胞搏动压检测单元。基于压电薄膜传感器,设计心肌细胞搏动信号前端采集单元,并加入合理的数字滤波算法对采集到的信号进行滤波。经过CAN总线传输,将处理后的数据送到后端触摸屏显示;后端控制单元接受触摸屏输入信号,通过CAN总线将控制信号送到前端,从而实现培养液供给的智能控制。完成系统整体方案设计,前后端单元的硬件电路设计以及相应控制算法的软件开发,经初步试验,实现心肌细胞搏动参数实时检测和显示。该设计为心肌细胞搏动参数实时观察以及无菌、无污染的智能化小规模培养提供一种有效途径。     

基于FPGA的风电机组振动监测系统设计

通过监测传动系统的振动状态,能够有效诊断机组的运行故障。设计了一种以ARM为主控制器、FPGA为从控制器的风电机组振动监测系统。提出了系统的总体设计方案,介绍了振动信号预处理流程,重点阐述了FPGA模块的设计方法,详细介绍了数字倍频器的设计流程。该系统可接入不同类型传感器,根据传感器类型自动选择预处理电路,实现了8通道信号同步采样。FPGA主要用于实现振动信号滤波、A/D转换、数据存取、片选及逻辑控制等功能。利用FPGA的高速数据处理能力,实现了振动信号的全自动采集;通过转速的变化,实现了滤波中心频率与A/D转换速率的自适应。FPGA与ARM之间采用增强型直接内存存取(EDMA)方式进行数据传输,底层软件设计平台采用Linux操作系统,主要完成数据采集、与上位机通信等功能。该监控系统信号处理能力强、数据传输速度快,实现了风电机组振动状态的实时监测。     

连通井磁场测距系统中信号处理与传输的研究

为了克服连通井中高温、高压、强震动等恶劣环境对磁场测距系统的干扰,减小测量短节与钻头的耦合效应的影响、提高信号传输效率,实现连通井磁场测距系统的精确定位功能;文章在硬件上从传感器与AD转换芯片选型到信号调理电路等进行匹配设计;在软件上对比分析FIR和IIR滤波效果并根据IIR精度低的缺点,提出一种定点数与浮点替换运算、混合编程和优化程序结构的IIR优化设计方案;在上下井信号传输中采用曼切斯特编码通信,降低干扰、提高传输速率;仿真表明改进的IIR相对原IIR数据精度提高了两个百分点,相对FIR滤波时间提高了19倍;在误差允许范围内,系统采用该方法可以克服干扰得到精确的测量结果,满足设计要求.     

矿井动力灾害实时在线监测系统设计

针对目前煤矿深部动力灾害的监测主要依赖于在线采集装置,无法实现数据的并行和快速采样的缺点,设计了一套动力灾害实时在线监测系统。该系统利用声发射、瓦斯、应力等传感器实时监测矿井动力灾害发生过程中煤岩释放的应变能及瓦斯浓度、煤岩应力参数,利用监测站实时采集、处理各种传感器信号,通过上位机数据管理软件对特征参数指标变化规律进行有效分析、结果预警等,从而实现了对动力灾害的连续动态监测。实际应用结果证明了该系统的可靠性。     

基于UHF传感器与以太网的GIS局部放电监测系统设计

针对传统局部放电监测采样率低、信号易受干扰、不利于实时监测,而超高频（ UHF）传感器进行局放监测因设备通信速度慢、无法故障录波的问题,设计了一种基于UHF传感器与以太网的气体绝缘开关设备（ GIS）局部放电监测系统。该系统由一个主控采集系统和若干个传感器模块组成,传感器模块获取局部放电产生的UHF电磁波信号0.3～2 GHz,通过对数检波电路降频至2～10 MHz;主控采集系统采集该信号,通过SDRAM缓存后经以太网发送至变电站管理员,实现对GIS局部放电高速实时在线监测。测试实验结果表明：该系统功能强,速度高,工作稳定,监测范围广,当局部放电发生时,系统能实时发送报警信号,并可提供故障信号波形用以故障分析。10/100 M以太网通信实际速度可达500 kB/s,比传统的RS—485通信速度提高90倍以上。     

电网监测系统主控中心的设计

为了有效解决远程实时监测电网线路的ABC三相电温度和周边环境情况,实现电网的智能预警,减少人力和物力资源的投入及人工监控的弊端,设计了电网监测系统。该系统在嵌入式Linux操作系统基础上,采用GPRS无线通信技术,通过基于ARM10的PXA270处理器对采集的传感器信息进行处理,实现了智能实时监控,为整个电网的安全经济运行创造了条件。电网监测系统分为主控中心和监控终端两部分。本文主要讨论电网监测系统的主控中心设计。     

基于LabVIEW的智能交流接触器动态性能测试系统

建立了一种智能交流接触器同步信号测试系统。设计了一种带隔离互感器的强弱电接入电路,实现了智能交流接触器强电输入信号和弱电传感器信号的同步采集。测试平台可以准确地对各路信号进行采集,同时可以将各路信号进行同步,实时反映智能交流接触器的各项动态指标。     

基于NB-IoT的停车监测系统

针对目前停车业对车位充分利用、降低成本、实现无人化智能管理的需求,设计并实现了基于窄带物联网(NB-IoT)的停车监测系统。该系统使用高精度地磁传感器实时获取磁场强度,使用微波传感器作为辅助判断,经过滤波算法处理后判断车位状态,通过NBIoT通信模块上传至服务器存至数据库;通过浏览器访问监测系统可监测实时车位状态,实现对车位使用情况的远程管理。测试结果表明,该设计能够准确检测车位的使用情况,对NB-IoT的应用以及智慧城市建设有一定的借鉴意义。     

一种简易心肌细胞活跃度检测单元设计

基于压电薄膜传感器,提出并设计一套心肌细胞活跃度检测单元,该系统包含心肌细胞搏动信号前端采集单元,并加入合理的数字滤波算法对采集到的信号进行滤波。经过可靠的CAN总线传输,将处理后的数据送到后端触摸屏显示;后端控制单元可接受触摸屏输入信号,通过CAN总线将控制信号送到前端,从而实现培养液供给的智能控制。通过系统整体方案设计,前后端单元的硬件电路设计以及相应控制算法的软件开发,经初步试验,实现心肌细胞搏动参数实时检测和显示,为心肌细胞搏动参数实时观察以及无菌化、无污染的智能化小规模培养提供一种有效途径。     

电梯制动器智能监测系统的应用研究

为有效监测电梯制动器工作状态,预防电梯事故发生,构建了"上位机+嵌入式控制器"的电梯制动器智能监测系统。重点论述采用非接触测量方法测量制动轮与闸瓦间隙、闸瓦磨损量和制动距离;开发了基于ARM的嵌入式控制器,实现了LVDT传感器信号采集、A/D采集、编码器信号反馈、CAN总线通信等功能;开发了上位机监测软件和下位嵌入式控制器应用软件,实现了故障预警,实时监测。该系统应用于电梯机房中,能够保障电梯安全运行。     

基于FPGA的便携式多路高精度采集系统设计

为满足对旋翼桨叶表面多测点灵敏气压传感器信号的高速、并行、高精度数据采集,同时具备程控增益放大、抗混叠滤波等功能,设计了一种以FPGA作为核心控制单元的便携式多路高精度前置采集系统。待测信号先由信号调理和滤波模块处理,以提升信号质量,然后经过ADC采样模块采集,最后通过SPI总线将采集数据实时传送至主控板卡分析处理,实现多路信号同步高精度采集。测试结果表明,该系统性能稳定,在干扰较大的环境下,小信号采集幅度精度达0.1%,无杂散动态范围达60 dBc。系统采用便携化设计,体积小,成本低,扩展性强,具有很好的应用价值。     

基于DSP的PCI采集处理卡在结构状态监测系统中的应用

针对某建筑结构状态智能监测系统中使用的新型光纤光栅应变传感器的特点,设计了一种基于DSP的PCI高速采集处理卡,实现了对应变传感器输出的多路脉冲信号进行高速采集和处理.介绍了光纤光栅应变传感器,并对采集处理卡在监测系统中的应用进行了详细说明.     

基于WBAN的智能康复监测护理系统设计和实现

针对传统生理参数监测的不足,基于无线体域网（WBAN）设计并实现了用于康复训练的智能康复监测护理系统。本文首先根据人体生理信号检测原理检测人体的心电、皮肤电阻、脉搏和体温信号,然后通过Crossbow无线传感器网络平台将检测到的数据实时传输到上位机,最后在上位机监控软件上实现对患者的生理信号实时显示和监控。文中详细介绍了系统的软、硬件设计,并对实验结果进行了处理和分析,实验结果表明该系统能对患者的生理状态进行实时监测。     

矿井提升机钢丝绳张力监测系统设计

针对矿井提升机存在钢丝绳过载、张力不平衡等问题,设计了一种矿井提升机钢丝绳张力监测系统。该系统采用压力传感器采集钢丝绳张力,采集信号经过处理后以无线通信方式发出,信号接收装置接收数据并通过RS232上传至上位机进行显示,从而实现钢丝绳张力的实时、可靠监测。测试结果验证了该系统的可行性。     

基于ZigBee技术的葡萄园无线监测节点的研究与设计

针对解决葡萄园环境参数的无线监测问题,论文提出了一套无线实时监测葡萄园生态环境的方案,设计了一种能够实时采集、传输葡萄园环境参数采集系统.该系统基于无线传感器网络技术,采用CC2530芯片为基础设计,传感器节点上接有空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器以及二氧化碳浓度传感器,通过这些传感器采集葡萄园环境参数.传感器节点将采集的环境参数经无线方式传给采集节点,采集节点通过串口将数据传输到PC机的数据库中,实现了葡萄园环境参数的无线实时监测.测试证明,该系统具有功耗低、传输实时数据、可靠性高等优点,能够地满足葡萄园环境参数监测的应用要求.     

运动状态下的智能远程心电监测预警系统设计

基于单导联方式设计了一款具有运动状态识别、心电分级预警、远程无线传输等功能于一体的新型心电监测系统.本设计通过基于STM32 F103芯片的心电监测终端,将人体表面采集到的微弱心电信号进行滤波和放大处理,并结合加速度传感器实时获取人体的运动信息.将采集到的心电信号进行分析处理,有针对性地提出建议和警示,达到提前预警及紧急救助的目的.实验结果表明,采集的心电波形具有良好的医学参考价值,可为未来心血管疾病的远程智能医疗提供一定的技术支持.     

基于LabVIEW的微震实时监测系统

针对锡铁山铅锌矿深部地压活动频繁的现状,提出了一种基于LabVIEW的微震实时监测系统的设计方案。该系统采用三分量检波器检测微震信号,通过前置放大电路、滤波电路、NI CRIO-9014嵌入式实时控制器与NI 9201采集模块将信号送入工控机及LabVIEW软件平台进行处理,从而实现微震实时监测及定位功能。实际应用表明,该系统的实时性和准确性满足设计要求,具有一定的可行性。     

三线圈电感式滑油磨屑传感器检测电路设计

在机械系统的润滑油路中,由磨损产生的金属颗粒能够实时反映设备的磨损情况,设备健康状况可由在线滑油磨屑检测传感器实时监测.基于电感式三线圈传感器模型设计了传感器检测电路,主要包括驱动电路、极性变换电路、滤波电路、压流转换电路、放大电路、解调电路、单片机系统电路和上位机通信电路等.试验结果表明该检测电路可以方便地调节驱动信号,同时能够快速、准确地采集传感器的输出信号.