专利名称：一种用智能手机实现的振动信号采集系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电学领域，尤其涉及工业设备的振动信号检测技术，特别是一种用智 能手机实现的振动信号采集系统。
背景技术：
通过对机械设备的振动进行定期监测和分析，可以获知设备的工作状态，这种操 作对工业企业设备的安全、高效运行非常重要。现有技术中，利用振动传感器来检测振动信 号，振动传感器需要通过导线连接到数据采集仪上，采集完毕振动信号后，又需要将采集的 数据通过USB或其它有线方式传输到计算机中保存。这种信号采集方式要求固定采集点， 不能移动，不适合高危险工作区域，同时数据采集仪成本较高，不方便升级
发明内容
本发明的目的是提供一种用智能手机实现的振动信号采集系统，所述的这种用智 能手机实现的振动信号采集系统要解决现有技术中不能在移动环境中采集振动信号数据、 数据采集仪成本较高且不方便升级的技术问题。本发明的这种用智能手机实现的振动信号采集系统由振动传感器、无线信号采集 器、智能手机和计算机构成，所述的智能手机中设置有无线局域网络接口，其中，所述的无 线信号采集器由前置信号处理电路、模数转换电路、IP包封装电路和无线局域网络接口电 路构成，所述的前置信号处理电路与所述的模数转换电路连接，模数转换电路与所述的IP 包封装电路连接，IP包封装电路与所述的无线局域网络接口电路连接，所述的振动传感器 通过信号导线与前置信号处理电路连接，无线局域网络接口电路与智能手机中的无线局域 网络接口通过无线局域网络连接，智能手机通过无线局域网络接口、或者通讯接口电路与 所述的计算机连接，或者智能手机通过外置存储卡向计算机传递采集到的数据，前置信号 处理电路中设置有信号放大电路、滤波电路、积分电路和自动增益电路，前置信号处理电路 对来自振动传感器的模拟振动信号进行放大、滤波、积分、自动增益处理，然后传送到模数 转换电路，模数转换电路对模拟振动信号进行模数转换，然后向IP包封装电路输出数字振 动信号，所述的IP包封装电路中设置有处理器和存贮器，所述的存贮器中设置有符合TCP/ IP协议的封装程序，IP包封装电路通过处理器将数字振动信号转换为IP数据包并向无线 局域网络接口电路传送，无线局域网络接口电路将IP数据包通过无线局域网络传递到智 能手机中，使用者可当场在手机屏幕上查看到设备的振动波形和频谱，并可存储在手机上， 回到办公区后，可将振动信号文件通过无线或USB有线方式传递到计算机集中保存。进一步的，所述的前置信号处理电路上连接有转速信号传感器和输入信号传感
O进一步的，所述的模数转换电路对输入的模拟信号进行12位模数转换。进一步的，所述的模数转换电路中设置有计数器，对转速进行精确测量，所述的计 数器的频率是60MHz。
进一步的，所述的智能手机中设置有信号处理程序和波形频谱显示程序。具体的，本发明中所述的振动传感器、智能手机、计算机、信号放大电路、滤波电 路、积分电路、自动增益电路、模数转换电路、IP包封装电路、处理器、存贮器、无线局域网络 及其接口、符合TCP/IP协议的封装程序、信号处理程序和波形频谱显示程序均采用现有技 术中的公知技术方案，有关上述公知技术方案，本领域的技术人员均已经了解，在此不再赘 述。本发明与已有技术相对比，其效果是积极和明显的。本发明利用无线信号采集器， 安装在设备现场，由无线信号采集器采集到信号后，封装成IP包，通过无线WLAN发送。再 利用智能手机通过无线WLAN接收信号，由内部CPU运算，进行数据存储、数据分析，并进行 波形、频谱、幅值等各种振动参数的显示，将波形保存后，还可通过无线方式发送到计算机 中作进一步的保存。实现了移动采集信号，采集人不必固定在一点，可随时移动，移动距离 可达20 100米，特别有利于高危险工作。与专用的数据采集仪相比，手机成本低廉。随 着3G的应用，可以更换前端采集器中的传输模块，直接通过3G通讯网络实时采集振动信 号，做到任何时候，任何地点都可以任意采集。
图1是本发明一种用智能手机实现的振动信号采集系统的原理示意图。
具体实施例方式如图1所示，本发明一种用智能手机实现的振动信号采集系统，由振动传感器(图 中未示)、无线信号采集器1、智能手机2和计算机3构成，所述的智能手机2中设置有无线 局域网络接口(图中未示)，其中，所述的无线信号采集器1由前置信号处理电路11、模数 转换电路12、IP包封装电路13和无线局域网络接口电路14构成，所述的前置信号处理电 路11与所述的模数转换电路12连接，模数转换电路12与所述的IP包封装电路13连接， IP包封装电路13与所述的无线局域网络接口电路14连接，所述的振动传感器通过信号导 线与前置信号处理电路11连接，无线局域网络接口电路14与智能手机2中的无线局域网 络接口通过无线局域网络连接，智能手机2通过无线局域网络接口、或者通讯接口电路与 所述的计算机3连接，或者智能手机2通过外置存储卡向计算机3传递数据，前置信号处理 电路11中设置有信号放大电路、滤波电路、积分电路和自动增益电路，前置信号处理电路 11对来自振动传感器的模拟振动信号进行放大、滤波、积分、自动增益处理，然后传送到模 数转换电路12，模数转换电路12对模拟振动信号进行模数转换，然后向IP包封装电路13 输出数字振动信号，所述的IP包封装电路13中设置有处理器和存贮器，所述的存贮器中设 置有符合TCP/IP协议的封装程序，IP包封装电路13通过处理器将数字振动信号转换为IP 数据包并向无线局域网络接口电路14传送，无线局域网络接口电路14将IP数据包通过无 线局域网络传递到智能手机2中，工作人员在工业现场就可以借助手机的分析功能，立即 查看到振动信号的波形频谱等参数，在采集好数据后，可回到办公地点，将智能手机2采集 到的数字振动信号文件传递到计算机3。进一步的，所述的前置信号处理电路11上连接有转速信号传感器和输入信号传 感器。
进一步的，所述的模数转换电路12对输入的模拟信号进行12位模数转换。进一步的，所述的模数转换电路12中设置有计数器，对转速进行精确计数测量，所述的计数器的频率是60MHz。进一步的，所述的智能手机2中设置有信号处理程序和波形频谱显示程序。具体的，在本发明的一个优选实施例中，无线信号采集器1安装在设备现场，配套的传感器安装在设备上，并直接连接到 无线信号采集器ι上。由无线信号采集器1采集到信号后，封装成IP包，通过无线WLAN发 送。智能手机2通过无线WLAN接收信号，由内部CPU运算，可以进行数据存储、数据分 析，并进行波形、频谱、幅值等各种振动参数的显示。前置信号处理电路11中，含信号的模拟滤波、放大等电路。可连接8路振动信号 和2路转速信号，并对信号进行前置处理。模数转换电路12中，进行数字化处理。对振动信号，进行12位的AD转换，而对转 速信号，由其触发捕获计数器，计数器的频率为60MHz，故其捕获精度达到0. 016usoIP包封装电路13中设置有由软件协议栈，将数字信号进行IP包封装。将转速信 号与其它信号打包。采用通用的WIFI方式，大大降低了成本。所有的信号经数据缓冲后， 由TCP/IP协议方式进行传输。由于采用标准的TCP/IP协议，可以与标准的WIFI设备直接 接口。智能手机1设置有无线WIFI通讯方式。目前智能手机的CPU频率最低都高于 200MHz，而最新的手机高达1GHz。存储容量一般都可扩展到IG以上，完全适合于振动信号 的数字处理，因此可以对接收到的信号进行实时分析和处理，并利用其320X240以上的分 辩率显示波形和频谱。计算机3在智能手机1采集到信号之后，由采集工作人员，将手机带到办公地点， 计算机3回收采集到的信息。
权利要求
一种用智能手机实现的振动信号采集系统，由振动传感器、无线信号采集器、智能手机和计算机构成，所述的智能手机中设置有无线局域网络接口，其特征在于所述的无线信号采集器由前置信号处理电路、模数转换电路、IP包封装电路和无线局域网络接口电路构成，所述的前置信号处理电路与所述的模数转换电路连接，模数转换电路与所述的IP包封装电路连接，IP包封装电路与所述的无线局域网络接口电路连接，所述的振动传感器通过信号导线与前置信号处理电路连接，无线局域网络接口电路与智能手机中的无线局域网络接口通过无线局域网络连接，智能手机通过无线局域网络接口、或者USB通讯接口电路与所述的计算机连接，或者智能手机通过外置存储卡向计算机传递采集到的数据，前置信号处理电路中设置有信号放大电路、滤波电路、积分电路和自动增益电路，前置信号处理电路对来自振动传感器的模拟振动信号进行放大、滤波、积分、自动增益处理，然后传送到模数转换电路，模数转换电路对模拟振动信号进行模数转换，然后向IP包封装电路输出数字振动信号，所述的IP包封装电路中设置有处理器和存贮器，所述的存贮器中设置有符合TCP/IP协议的封装程序，IP包封装电路通过处理器将数字振动信号转换为IP数据包并向无线局域网络接口电路传送，无线局域网络接口电路将IP数据包通过无线局域网络传递到智能手机中，再由智能手机将IP数据包转换数字振动信号文件保存，在方便的时候可再传递到计算机收集。
2.如权利要求1所述的用智能手机实现的振动信号采集系统，其特征在于所述的前 置信号处理电路上连接有转速信号传感器和输入信号传感器。
3.如权利要求1所述的用智能手机实现的振动信号采集系统，其特征在于所述的模 数转换电路对输入的模拟信号进行12位模数转换。
4.如权利要求2所述的用智能手机实现的振动信号采集系统，其特征在于所述的模 数转换电路中设置有计数器，所述的计数器的频率是60MHz。
5.如权利要求1所述的用智能手机实现的振动信号采集系统，其特征在于所述的智 能手机中设置有信号处理程序和波形频谱显示程序。
全文摘要
一种用智能手机实现的振动信号采集系统，由振动传感器、无线信号采集器、智能手机和计算机构成，智能手机中设置有无线局域网络接口，无线信号采集器由前置信号处理电路、模数转换电路、IP包封装电路和无线局域网络接口电路构成，利用无线信号采集器采集信号后，封装成IP包，通过无线WLAN发送。再利用智能手机通过无线WLAN接收信号，由内部CPU运算，进行数据存储、数据分析，并进行波形、频谱、幅值等各种振动参数的显示，将波形保存后，还可发送到计算机中保存。本发明实现了移动采集信号，特别有利于高危险工作地点的数据采集。与专用数据采集仪相比，手机成本低廉。随着3G应用，可以更换前端采集器中传输模块，直接通过3G通讯网络实时采集振动信号。
文档编号H04M1/725GK101808425SQ20091004627
公开日2010年8月18日 申请日期2009年2月17日 优先权日2009年2月17日
发明者王国强, 盛国瑛, 龚向东 申请人:上海华阳检测仪器有限公司