專利名稱：一種用智能手機實現的振動信號采集系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及電學領域，尤其涉及工業設備的振動信號檢測技術，特別是一種用智 能手機實現的振動信號采集系統。
背景技術：
通過對機械設備的振動進行定期監測和分析，可以獲知設備的工作狀態，這種操 作對工業企業設備的安全、高效運行非常重要。現有技術中，利用振動傳感器來檢測振動信 號，振動傳感器需要通過導線連接到數據采集儀上，采集完畢振動信號后，又需要將采集的 數據通過USB或其它有線方式傳輸到計算機中保存。這種信號采集方式要求固定采集點， 不能移動，不適合高危險工作區域，同時數據采集儀成本較高，不方便升級

發明內容
本發明的目的是提供一種用智能手機實現的振動信號采集系統，所述的這種用智 能手機實現的振動信號采集系統要解決現有技術中不能在移動環境中采集振動信號數據、 數據采集儀成本較高且不方便升級的技術問題。本發明的這種用智能手機實現的振動信號采集系統由振動傳感器、無線信號采集 器、智能手機和計算機構成，所述的智能手機中設置有無線局域網絡接口，其中，所述的無 線信號采集器由前置信號處理電路、模數轉換電路、IP包封裝電路和無線局域網絡接口電 路構成，所述的前置信號處理電路與所述的模數轉換電路連接，模數轉換電路與所述的IP 包封裝電路連接，IP包封裝電路與所述的無線局域網絡接口電路連接，所述的振動傳感器 通過信號導線與前置信號處理電路連接，無線局域網絡接口電路與智能手機中的無線局域 網絡接口通過無線局域網絡連接，智能手機通過無線局域網絡接口、或者通訊接口電路與 所述的計算機連接，或者智能手機通過外置存儲卡向計算機傳遞采集到的數據，前置信號 處理電路中設置有信號放大電路、濾波電路、積分電路和自動增益電路，前置信號處理電路 對來自振動傳感器的模擬振動信號進行放大、濾波、積分、自動增益處理，然后傳送到模數 轉換電路，模數轉換電路對模擬振動信號進行模數轉換，然后向IP包封裝電路輸出數字振 動信號，所述的IP包封裝電路中設置有處理器和存貯器，所述的存貯器中設置有符合TCP/ IP協議的封裝程序，IP包封裝電路通過處理器將數字振動信號轉換為IP數據包并向無線 局域網絡接口電路傳送，無線局域網絡接口電路將IP數據包通過無線局域網絡傳遞到智 能手機中，使用者可當場在手機屏幕上查看到設備的振動波形和頻譜，并可存儲在手機上， 回到辦公區后，可將振動信號文件通過無線或USB有線方式傳遞到計算機集中保存。進一步的，所述的前置信號處理電路上連接有轉速信號傳感器和輸入信號傳感
O進一步的，所述的模數轉換電路對輸入的模擬信號進行12位模數轉換。進一步的，所述的模數轉換電路中設置有計數器，對轉速進行精確測量，所述的計 數器的頻率是60MHz。
進一步的，所述的智能手機中設置有信號處理程序和波形頻譜顯示程序。具體的，本發明中所述的振動傳感器、智能手機、計算機、信號放大電路、濾波電 路、積分電路、自動增益電路、模數轉換電路、IP包封裝電路、處理器、存貯器、無線局域網絡 及其接口、符合TCP/IP協議的封裝程序、信號處理程序和波形頻譜顯示程序均采用現有技 術中的公知技術方案，有關上述公知技術方案，本領域的技術人員均已經了解，在此不再贅 述。本發明與已有技術相對比，其效果是積極和明顯的。本發明利用無線信號采集器， 安裝在設備現場，由無線信號采集器采集到信號后，封裝成IP包，通過無線WLAN發送。再 利用智能手機通過無線WLAN接收信號，由內部CPU運算，進行數據存儲、數據分析，并進行 波形、頻譜、幅值等各種振動參數的顯示，將波形保存后，還可通過無線方式發送到計算機 中作進一步的保存。實現了移動采集信號，采集人不必固定在一點，可隨時移動，移動距離 可達20 100米，特別有利于高危險工作。與專用的數據采集儀相比，手機成本低廉。隨 著3G的應用，可以更換前端采集器中的傳輸模塊，直接通過3G通訊網絡實時采集振動信 號，做到任何時候，任何地點都可以任意采集。


圖1是本發明一種用智能手機實現的振動信號采集系統的原理示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發明一種用智能手機實現的振動信號采集系統，由振動傳感器(圖 中未示)、無線信號采集器1、智能手機2和計算機3構成，所述的智能手機2中設置有無線 局域網絡接口(圖中未示)，其中，所述的無線信號采集器1由前置信號處理電路11、模數 轉換電路12、IP包封裝電路13和無線局域網絡接口電路14構成，所述的前置信號處理電 路11與所述的模數轉換電路12連接，模數轉換電路12與所述的IP包封裝電路13連接， IP包封裝電路13與所述的無線局域網絡接口電路14連接，所述的振動傳感器通過信號導 線與前置信號處理電路11連接，無線局域網絡接口電路14與智能手機2中的無線局域網 絡接口通過無線局域網絡連接，智能手機2通過無線局域網絡接口、或者通訊接口電路與 所述的計算機3連接，或者智能手機2通過外置存儲卡向計算機3傳遞數據，前置信號處理 電路11中設置有信號放大電路、濾波電路、積分電路和自動增益電路，前置信號處理電路 11對來自振動傳感器的模擬振動信號進行放大、濾波、積分、自動增益處理，然后傳送到模 數轉換電路12，模數轉換電路12對模擬振動信號進行模數轉換，然后向IP包封裝電路13 輸出數字振動信號，所述的IP包封裝電路13中設置有處理器和存貯器，所述的存貯器中設 置有符合TCP/IP協議的封裝程序，IP包封裝電路13通過處理器將數字振動信號轉換為IP 數據包并向無線局域網絡接口電路14傳送，無線局域網絡接口電路14將IP數據包通過無 線局域網絡傳遞到智能手機2中，工作人員在工業現場就可以借助手機的分析功能，立即 查看到振動信號的波形頻譜等參數，在采集好數據后，可回到辦公地點，將智能手機2采集 到的數字振動信號文件傳遞到計算機3。進一步的，所述的前置信號處理電路11上連接有轉速信號傳感器和輸入信號傳 感器。
進一步的，所述的模數轉換電路12對輸入的模擬信號進行12位模數轉換。進一步的，所述的模數轉換電路12中設置有計數器，對轉速進行精確計數測量，所述的計數器的頻率是60MHz。進一步的，所述的智能手機2中設置有信號處理程序和波形頻譜顯示程序。具體的，在本發明的一個優選實施例中，無線信號采集器1安裝在設備現場，配套的傳感器安裝在設備上，并直接連接到 無線信號采集器ι上。由無線信號采集器1采集到信號后，封裝成IP包，通過無線WLAN發 送。智能手機2通過無線WLAN接收信號，由內部CPU運算，可以進行數據存儲、數據分 析，并進行波形、頻譜、幅值等各種振動參數的顯示。前置信號處理電路11中，含信號的模擬濾波、放大等電路。可連接8路振動信號 和2路轉速信號，并對信號進行前置處理。模數轉換電路12中，進行數字化處理。對振動信號，進行12位的AD轉換，而對轉 速信號，由其觸發捕獲計數器，計數器的頻率為60MHz，故其捕獲精度達到0. 016usoIP包封裝電路13中設置有由軟件協議棧，將數字信號進行IP包封裝。將轉速信 號與其它信號打包。采用通用的WIFI方式，大大降低了成本。所有的信號經數據緩沖后， 由TCP/IP協議方式進行傳輸。由于采用標準的TCP/IP協議，可以與標準的WIFI設備直接 接口。智能手機1設置有無線WIFI通訊方式。目前智能手機的CPU頻率最低都高于 200MHz，而最新的手機高達1GHz。存儲容量一般都可擴展到IG以上，完全適合于振動信號 的數字處理，因此可以對接收到的信號進行實時分析和處理，并利用其320X240以上的分 辯率顯示波形和頻譜。計算機3在智能手機1采集到信號之后，由采集工作人員，將手機帶到辦公地點， 計算機3回收采集到的信息。
權利要求
一種用智能手機實現的振動信號采集系統，由振動傳感器、無線信號采集器、智能手機和計算機構成，所述的智能手機中設置有無線局域網絡接口，其特征在于所述的無線信號采集器由前置信號處理電路、模數轉換電路、IP包封裝電路和無線局域網絡接口電路構成，所述的前置信號處理電路與所述的模數轉換電路連接，模數轉換電路與所述的IP包封裝電路連接，IP包封裝電路與所述的無線局域網絡接口電路連接，所述的振動傳感器通過信號導線與前置信號處理電路連接，無線局域網絡接口電路與智能手機中的無線局域網絡接口通過無線局域網絡連接，智能手機通過無線局域網絡接口、或者USB通訊接口電路與所述的計算機連接，或者智能手機通過外置存儲卡向計算機傳遞采集到的數據，前置信號處理電路中設置有信號放大電路、濾波電路、積分電路和自動增益電路，前置信號處理電路對來自振動傳感器的模擬振動信號進行放大、濾波、積分、自動增益處理，然后傳送到模數轉換電路，模數轉換電路對模擬振動信號進行模數轉換，然后向IP包封裝電路輸出數字振動信號，所述的IP包封裝電路中設置有處理器和存貯器，所述的存貯器中設置有符合TCP/IP協議的封裝程序，IP包封裝電路通過處理器將數字振動信號轉換為IP數據包并向無線局域網絡接口電路傳送，無線局域網絡接口電路將IP數據包通過無線局域網絡傳遞到智能手機中，再由智能手機將IP數據包轉換數字振動信號文件保存，在方便的時候可再傳遞到計算機收集。
2.如權利要求1所述的用智能手機實現的振動信號采集系統，其特征在于所述的前 置信號處理電路上連接有轉速信號傳感器和輸入信號傳感器。
3.如權利要求1所述的用智能手機實現的振動信號采集系統，其特征在于所述的模 數轉換電路對輸入的模擬信號進行12位模數轉換。
4.如權利要求2所述的用智能手機實現的振動信號采集系統，其特征在于所述的模 數轉換電路中設置有計數器，所述的計數器的頻率是60MHz。
5.如權利要求1所述的用智能手機實現的振動信號采集系統，其特征在于所述的智 能手機中設置有信號處理程序和波形頻譜顯示程序。
全文摘要
一種用智能手機實現的振動信號采集系統，由振動傳感器、無線信號采集器、智能手機和計算機構成，智能手機中設置有無線局域網絡接口，無線信號采集器由前置信號處理電路、模數轉換電路、IP包封裝電路和無線局域網絡接口電路構成，利用無線信號采集器采集信號后，封裝成IP包，通過無線WLAN發送。再利用智能手機通過無線WLAN接收信號，由內部CPU運算，進行數據存儲、數據分析，并進行波形、頻譜、幅值等各種振動參數的顯示，將波形保存后，還可發送到計算機中保存。本發明實現了移動采集信號，特別有利于高危險工作地點的數據采集。與專用數據采集儀相比，手機成本低廉。隨著3G應用，可以更換前端采集器中傳輸模塊，直接通過3G通訊網絡實時采集振動信號。
文檔編號H04M1/725GK101808425SQ20091004627
公開日2010年8月18日 申請日期2009年2月17日 優先權日2009年2月17日
發明者王國強, 盛國瑛, 龔向東 申請人:上海華陽檢測儀器有限公司