基于LORA技術(shù)的無線振動監(jiān)測系統(tǒng)
發(fā)布時間:2021-09-03 05:50
隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)自動化水平日益提高,現(xiàn)代旋轉(zhuǎn)機械設備向著大型化、復雜化、自動化、連續(xù)化、集成化、智能化的方向發(fā)展,但受現(xiàn)場環(huán)境影響、設備老化、操作不當?shù)仍?經(jīng)常會出現(xiàn)各類機械故障,設備發(fā)生故障不僅會造成重大的經(jīng)濟損失,還可能造成人員傷亡。因此,采用振動監(jiān)測系統(tǒng)對旋轉(zhuǎn)機械的運行狀態(tài)監(jiān)測有重大意義。但現(xiàn)有的振動監(jiān)測系統(tǒng)大多數(shù)采用有線方式連接,一旦布線成功后,就不能隨便更改監(jiān)測點和改變布局。這樣不僅增加了安裝成本,同時降低了系統(tǒng)的靈活性和可操作性。針對有線振動監(jiān)測系統(tǒng)存在的問題,由STM32F103CBT6作為主控制器完成數(shù)據(jù)的處理和分析,以數(shù)字輸出加速度傳感器LIS3DH作為信息采集模塊實時采集旋轉(zhuǎn)機械的振動信號,首次采用基于LORA技術(shù)的無線射頻芯片SX1278作為無線通信模塊實現(xiàn)上位機與下位機的數(shù)據(jù)互傳,上位機的開發(fā)環(huán)境采用Micro Soft Visual Studio 2010,研制了一套全新的基于LORA技術(shù)的無線在線振動監(jiān)測系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有功耗低、外圍電路少、體積小、成本低、通信安全、通信距離遠、靈活性高的優(yōu)點。通過STM32內(nèi)部的定時器每隔一段時間(根據(jù)實際...
【文章來源】:東北石油大學黑龍江省
【文章頁數(shù)】:64 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
簡諧振動圖像
第二章 振動信號處理及頻譜修正方法3. 相位:相位對于一個信號而言,是特定時刻在它循環(huán)中的位置:一種它是否在波峰、波谷或它們之間的某點的標度。相位描述信號波形變化的度量,通常以度(角度)作為單位,也稱作相角。也可以理解為質(zhì)點振動的相對位置。可以用來描述某一時刻機械轉(zhuǎn)子的位置?梢愿鶕(jù)相位的變換判斷機械的運行狀態(tài),所以相位的測量和分析對振動信號分析及故障診斷具有十分重要的意義。2.1.2 振動加速度、速度、位移之間的關(guān)系通過最簡單的簡諧振動為例來說明加速度、速度、位移之間的關(guān)系。
漢寧窗有良好的特性,適用于頻譜分析。圖 2.4 歸一化頻率圖2.4 頻譜校正方法離散頻譜分析技術(shù)是信號處理的基本手段,由于計算機能力有限只能對有限個樣本進行運算,所以 FFT 和頻譜分析方法只能在有限區(qū)間內(nèi)進行,對信號進行 FFT 時會發(fā)生截斷效應和柵欄效應。由于能量泄露使得頻譜峰值變小,且譜間干擾降低了頻譜的分辨率甚至將弱小信號掩蓋,即離散譜的相位、振幅和頻率都會發(fā)生較大誤差。需要采用精度較高的頻譜校正方法對其進行校正。常用的校正方法有:能量重心校正法、比值校正法、相位差校正法、黃金分割法、三角形法、小偏差法、FFT 加 DFT 細化分析法[49-50]。2.4.1 能量重心法能量重心法是在離散三點卷積幅值校正法的基礎上進行改進的,通過對窗函數(shù)能量分布特性的研究,即當 n 取無窮時,發(fā)現(xiàn)窗譜主瓣函數(shù)的能量重心就是坐標原點或在原點附近,根據(jù)坐標原點出的幾根譜線用重心法求出離散窗函數(shù)的能量重心坐標,該坐標就是校正的準確頻率,再根據(jù)校正后的頻率對函數(shù)的幅值和相位進行修正。由帕塞瓦爾
【參考文獻】:
期刊論文
[1]振動加速度信號時域和頻域積分方法研究[J]. 周華. 機械工程師. 2018(04)
[2]LoRa無線網(wǎng)絡技術(shù)與應用現(xiàn)狀研究[J]. 王鵬,劉志杰,鄭欣. 信息通信技術(shù). 2017(05)
[3]LoRa技術(shù)在礦井無線通信中的應用分析[J]. 霍振龍. 工礦自動化. 2017(10)
[4]LoRa物理層和MAC層技術(shù)綜述[J]. 趙文妍. 移動通信. 2017(17)
[5]新興物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)——LoRa[J]. 王陽,溫向明,路兆銘,程剛,潘奇. 信息通信技術(shù). 2017(01)
[6]LoRa技術(shù)在低功耗廣域網(wǎng)絡中的實現(xiàn)和應用[J]. 鄭浩. 信息通信技術(shù). 2017(01)
[7]LoRa無線網(wǎng)絡技術(shù)分析[J]. 趙靜,蘇光添. 移動通信. 2016(21)
[8]基于LoRa的智能抄表系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J]. 趙太飛,陳倫斌,袁麓,胡小喬. 計算機測量與控制. 2016(09)
[9]低功耗廣域LoRa技術(shù)分析與應用建議[J]. 劉琛,邵震,夏瑩瑩. 電信技術(shù). 2016(05)
[10]LORA技術(shù)實現(xiàn)遠距離、低功耗無線數(shù)據(jù)傳輸[J]. 龔天平. 電子世界. 2016(10)
博士論文
[1]離散頻譜校正新方法及其抗干擾性能研究[D]. 羅久飛.重慶大學 2015
[2]離散頻譜校正理論的抗噪性能研究及其在工程中的應用[D]. 林慧斌.華南理工大學 2010
碩士論文
[1]無線LoRa在輸電線路監(jiān)測中的組網(wǎng)設計與實現(xiàn)[D]. 陳倫斌.西安理工大學 2017
[2]風電機組在線振動監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)與應用[D]. 張冬平.華北電力大學(北京) 2016
[3]基于無線傳感網(wǎng)絡的旋轉(zhuǎn)機械振動狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)設計[D]. 趙彥鵬.燕山大學 2016
[4]低功耗長距離無線收發(fā)模塊設計與實現(xiàn)[D]. 彭飛飛.電子科技大學 2016
[5]旋轉(zhuǎn)機械無線傳感器網(wǎng)絡振動監(jiān)測節(jié)點的設計[D]. 張琨.太原理工大學 2015
[6]基于nRF24L01的無線傳感器網(wǎng)絡研究[D]. 喬鹿鹿.杭州電子科技大學 2015
[7]基于無線傳感器網(wǎng)絡的振動監(jiān)測系統(tǒng)[D]. 車駿.西安電子科技大學 2015
[8]旋轉(zhuǎn)機械振動在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D]. 范錚.蘭州理工大學 2014
[9]Android系統(tǒng)中LIS3DH加速度傳感器軟硬件系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 舒莉.國防科學技術(shù)大學 2014
[10]大型風力發(fā)電機振動監(jiān)測系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D]. 王慧.沈陽工業(yè)大學 2014
本文編號:3380536
【文章來源】:東北石油大學黑龍江省
【文章頁數(shù)】:64 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
簡諧振動圖像
第二章 振動信號處理及頻譜修正方法3. 相位:相位對于一個信號而言,是特定時刻在它循環(huán)中的位置:一種它是否在波峰、波谷或它們之間的某點的標度。相位描述信號波形變化的度量,通常以度(角度)作為單位,也稱作相角。也可以理解為質(zhì)點振動的相對位置。可以用來描述某一時刻機械轉(zhuǎn)子的位置?梢愿鶕(jù)相位的變換判斷機械的運行狀態(tài),所以相位的測量和分析對振動信號分析及故障診斷具有十分重要的意義。2.1.2 振動加速度、速度、位移之間的關(guān)系通過最簡單的簡諧振動為例來說明加速度、速度、位移之間的關(guān)系。
漢寧窗有良好的特性,適用于頻譜分析。圖 2.4 歸一化頻率圖2.4 頻譜校正方法離散頻譜分析技術(shù)是信號處理的基本手段,由于計算機能力有限只能對有限個樣本進行運算,所以 FFT 和頻譜分析方法只能在有限區(qū)間內(nèi)進行,對信號進行 FFT 時會發(fā)生截斷效應和柵欄效應。由于能量泄露使得頻譜峰值變小,且譜間干擾降低了頻譜的分辨率甚至將弱小信號掩蓋,即離散譜的相位、振幅和頻率都會發(fā)生較大誤差。需要采用精度較高的頻譜校正方法對其進行校正。常用的校正方法有:能量重心校正法、比值校正法、相位差校正法、黃金分割法、三角形法、小偏差法、FFT 加 DFT 細化分析法[49-50]。2.4.1 能量重心法能量重心法是在離散三點卷積幅值校正法的基礎上進行改進的,通過對窗函數(shù)能量分布特性的研究,即當 n 取無窮時,發(fā)現(xiàn)窗譜主瓣函數(shù)的能量重心就是坐標原點或在原點附近,根據(jù)坐標原點出的幾根譜線用重心法求出離散窗函數(shù)的能量重心坐標,該坐標就是校正的準確頻率,再根據(jù)校正后的頻率對函數(shù)的幅值和相位進行修正。由帕塞瓦爾
【參考文獻】:
期刊論文
[1]振動加速度信號時域和頻域積分方法研究[J]. 周華. 機械工程師. 2018(04)
[2]LoRa無線網(wǎng)絡技術(shù)與應用現(xiàn)狀研究[J]. 王鵬,劉志杰,鄭欣. 信息通信技術(shù). 2017(05)
[3]LoRa技術(shù)在礦井無線通信中的應用分析[J]. 霍振龍. 工礦自動化. 2017(10)
[4]LoRa物理層和MAC層技術(shù)綜述[J]. 趙文妍. 移動通信. 2017(17)
[5]新興物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)——LoRa[J]. 王陽,溫向明,路兆銘,程剛,潘奇. 信息通信技術(shù). 2017(01)
[6]LoRa技術(shù)在低功耗廣域網(wǎng)絡中的實現(xiàn)和應用[J]. 鄭浩. 信息通信技術(shù). 2017(01)
[7]LoRa無線網(wǎng)絡技術(shù)分析[J]. 趙靜,蘇光添. 移動通信. 2016(21)
[8]基于LoRa的智能抄表系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J]. 趙太飛,陳倫斌,袁麓,胡小喬. 計算機測量與控制. 2016(09)
[9]低功耗廣域LoRa技術(shù)分析與應用建議[J]. 劉琛,邵震,夏瑩瑩. 電信技術(shù). 2016(05)
[10]LORA技術(shù)實現(xiàn)遠距離、低功耗無線數(shù)據(jù)傳輸[J]. 龔天平. 電子世界. 2016(10)
博士論文
[1]離散頻譜校正新方法及其抗干擾性能研究[D]. 羅久飛.重慶大學 2015
[2]離散頻譜校正理論的抗噪性能研究及其在工程中的應用[D]. 林慧斌.華南理工大學 2010
碩士論文
[1]無線LoRa在輸電線路監(jiān)測中的組網(wǎng)設計與實現(xiàn)[D]. 陳倫斌.西安理工大學 2017
[2]風電機組在線振動監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)與應用[D]. 張冬平.華北電力大學(北京) 2016
[3]基于無線傳感網(wǎng)絡的旋轉(zhuǎn)機械振動狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)設計[D]. 趙彥鵬.燕山大學 2016
[4]低功耗長距離無線收發(fā)模塊設計與實現(xiàn)[D]. 彭飛飛.電子科技大學 2016
[5]旋轉(zhuǎn)機械無線傳感器網(wǎng)絡振動監(jiān)測節(jié)點的設計[D]. 張琨.太原理工大學 2015
[6]基于nRF24L01的無線傳感器網(wǎng)絡研究[D]. 喬鹿鹿.杭州電子科技大學 2015
[7]基于無線傳感器網(wǎng)絡的振動監(jiān)測系統(tǒng)[D]. 車駿.西安電子科技大學 2015
[8]旋轉(zhuǎn)機械振動在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D]. 范錚.蘭州理工大學 2014
[9]Android系統(tǒng)中LIS3DH加速度傳感器軟硬件系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 舒莉.國防科學技術(shù)大學 2014
[10]大型風力發(fā)電機振動監(jiān)測系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D]. 王慧.沈陽工業(yè)大學 2014
本文編號:3380536
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