基于压缩感知的轴承振动无线传感器节点设计

针对现有轴承振动有线监测系统的不足，设计了一款无线传感器振动监测节点。节点以低功耗的TMS320F28335单片机为核心，内置Contex-M3核。选取微机电系统（MEMS）加速度传感器采集振动信号，选用MAX291和OP07进行数据处理，使用LTC4070、TPS79533和FP6291芯片管理电源电路，选用SD存储器作为数据缓存区，采用ZigBee和GPRS混合型无线通讯方式，并选用合适的滤波算法获得特征频率。为了减少无线传输数据量，引入压缩感知技术，通过离散余弦变换（DCT）对轴承信号进行稀疏处理，采用高斯随机矩阵作为测量矩阵，并通过正交匹配追踪（OMP）算法对信号进行重构。文章重点介绍了基于轴承振动无线监测节点的主要模块软硬件系统，设计了滤波算法和压缩感知算法，并对系统的采集精度和信号重构精度进行试验验证。