1、一、課題的主要研究方法和實施方案要完成本課題，主要分為兩個部分：一是減速機振動信號采集及處理部分；二是數(shù)據(jù)的無線傳輸及接收部分。重點在于數(shù)據(jù)采集處理；上位機顯示、存儲、故障預警。數(shù)據(jù)采集部分功能框圖如下：圖1.數(shù)據(jù)采集端功能框圖無線接收部分框圖如下：圖2.無線接收端框圖各模塊功能為： 1. 振動傳感器：把振動信號轉化為的電壓信號輸出。振動傳感器參數(shù)：瑞典KISTLER（奇士樂）振動傳感器，型號：8774A50；量程：正負50g；靈敏度：105mV/g，（最大輸出電壓應為正負5V左右）；頻率范圍：0-44kHz。2. 信號調(diào)理電路：傳感器的原始輸出信號都比較小，為了獲得足夠的分辨率或靈敏度，若輸

2、出為mV級，則進行放大；并對信號進行濾波等相關處理。 3. A/D 轉換器件：此部分電路負責把電壓信號轉化為單片機系統(tǒng)能夠處理的數(shù)字信號。針對本課題預定的振動傳感器，輸出電壓為正負5V的情況，選取雙極性AD7328。4.MCU微控制器模塊：將經(jīng)過模數(shù)轉換后的數(shù)字信號在微控制器的RAM存儲器中緩沖，通過RS-232串口傳到相應的無線傳輸模塊發(fā)射。預設選取STM32控制器。 5.無線收發(fā)模塊：將采集到的經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)傳輸出去?？紤]到港口的復雜環(huán)境，通過閱讀文獻，對幾種無線傳輸技術的分析對比，決定選用基于GPRS的無線傳輸技術。GPRS數(shù)據(jù)傳輸過程：GPRS網(wǎng)絡是在現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡中增加GGSN和SG

3、SN來實現(xiàn)的，使得用戶能夠在端到端分組方式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，不需要使用電路交換模式下的任何網(wǎng)絡資源，從而可以自主運營。GPRS終端通過串行接口從數(shù)據(jù)采集設備中讀出用戶數(shù)據(jù)；處理后以GPRS分組數(shù)據(jù)的形式發(fā)送到GSM基站BSS；分組數(shù)據(jù)經(jīng)SGSN封裝后,發(fā)送到GPRS/IP骨干網(wǎng)。具體器件連接圖如下：圖3：器件連接圖2、 選取的器件1、 振動傳感器：瑞典KISTLER（奇士樂）振動傳感器，型號：8774A50；量程：正負50g；靈敏度：105mV/g，（最大輸出電壓應為正負5V左右）；頻率范圍：0-44kHz。2、 AD轉換器件：雙極性AD7328，8通道、12位逐次逼近型ADC，4種可選輸入范

4、圍正負10、正負5、正負2、5,、0到10V；低功耗21mW，高速串行接口，1MSPS吞吐量，2.5V內(nèi)部基準電壓。3、 MCU模塊：STM32F103ZET6開發(fā)板；72MHz最高主頻、144引腳、512K字節(jié)閃存、尺寸8mm*55mm、工業(yè)級溫度-40-85攝氏度、3.3V供電。 STM32+SIM900A開發(fā)板；4、GPRS模塊：西門子MC55；900，1800和1900 MHz三頻段工作。支持電壓范圍：3.3 -4.8V 電流消耗：3.0 mA（睡眠）；10.0 mA（閑置） 300 mA (通話，最高2.0 A)；100 A（掉電） SIM900A；900、1800雙頻工作，供應電壓

5、范圍：3.1 - 4.8V， 低功耗：1.5mA（睡眠模式），操作溫度范圍： -40-85攝氏度，編碼格式CS-1、CS-2、CS-3、CS-4，1.0mA（睡眠），內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議。5、 接收端存儲顯示：采用與發(fā)送端對應的GPRS模塊進行接收，以MCU進行控制，并最終顯示到PC中。通過串口調(diào)試助手進行調(diào)試。 上位機組態(tài)軟件，如組態(tài)王等，用里面的數(shù)據(jù)庫部分，編程實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲、顯示、查詢；或者LABVIEW軟件等。三、實驗部分1、實驗測得輸出電壓信號的幅值和頻率。2、港口環(huán)境下，將所購買的硬件器件搭建完畢，進行通信傳輸試驗，終端串口與pc相連，通過串口調(diào)試助手驗證數(shù)據(jù)是否正常傳輸。3、在硬件搭建完畢，軟件調(diào)試成功后。實際應用到港口環(huán)境減速機工作中去，檢驗系統(tǒng)的工作性能，并改進不足之處。四、待解決的問題1、對于振動傳感器的輸出信號是否為標準模擬信號（電流