[實用新型]三軸振動加速度GPRS無線測量裝置

有效

• 申請號: 201220411099.0
• 申請日: 2012-08-20
• 公開（公告）號: CN202734957U
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 孫玉國;張銀峰;王運新;王典威;高正
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本實用新型涉及一種機械振動測量技術，特別涉及一種用于地鐵，汽車，動力機械等的X,Y,Z三軸振動加速度的GPRS無線測量裝置。

背景技術

地鐵，汽車，動力機械的振動信號包含了設備運行狀態是否安全的重要信息。當前市場上常見的三軸振動測量儀器，由于人為或環境的影響，現場布線會導致測量的偏差，特別是對粉塵、噪聲污染嚴重，以及核輻射等人員不宜進入的危險場合，測試更是困難。為了實現對機械設備運行狀態的異地無線監控，本實用新型采用MEMS（微機電系統）三軸加速度傳感器采集機械設備的X,Y,Z三軸振動加速度信號。并利用GPRS無線通信模塊將信號傳遞到遠程異地的Internet服務器上。與當前市場上常見的三軸振動測量儀器相比，具有無線異地測量功能，省去了現場布線的工作，適用于粉塵、噪聲污染嚴重，以及核輻射等人員不宜進入的危險場合，具有良好的社會經濟效益。

發明內容

本實用新型是針對動力機械的振動信號安全檢測的問題，提出了一種三軸振動加速度GPRS無線測量裝置，采用MEMS（微機電系統）三軸加速度傳感器采集機械設備的X,Y,Z三軸振動加速度信號。并利用GPRS無線通信模塊將信號傳遞到遠程異地的Internet服務器上，實現異地檢測的目的。

本實用新型的技術方案為：一種三軸振動加速度GPRS無線測量裝置，三軸振動加速度傳感器采集機械設備的X,Y，Z三個方向上的振動加速度信號后，通過I2C總線送入C8051單片機，C8051單片機接收并處理振動加速度信號，C8051單片機輸出信號通過串口發送到GPRS無線傳輸模塊，GPRS無線傳輸模塊將接收的數據發送到GPRS無線通信網絡，GPRS無線通信網絡接收數據后通過無線網關將測量數據傳遞到監控室內的Internet服務器終端。

所述MEMS三軸振動加速度傳感器采用14位分辨率的低功耗、電容式型號為MMA8451Q的MEMS三軸振動加速度傳感器。

所述C8051單片機通過RS-232交叉線與GPRS無線傳輸模塊連接，GPRS無線傳輸模塊自帶串行通信接口，可直接將單片機發送的串口數據轉換成TCP/IP數據包進行傳送。

本實用新型的有益效果在于：本實用新型三軸振動加速度GPRS無線測量裝置，具有無線異地測量功能，省去了現場布線的工作，解決了危險場合檢測的安全問題，具有良好的社會經濟效益。

附圖說明

圖1為本實用新型三軸振動加速度GPRS無線測量裝置結構示意框圖；

圖2為本實用新型三軸振動加速度GPRS無線測量裝置中Internet服務器端軟件流程圖；

圖3為本實用新型三軸振動加速度GPRS無線測量裝置中Internet服務器軟件實際運行界面圖。

具體實施方式

如圖1所示三軸振動加速度GPRS無線測量裝置結構示意框圖，電容式MEMS三軸振動加速度傳感器1采集機械設備的X,Y，Z三個方向上的振動加速度信號，通過I2C總線與C8051單片機2進行通信。C8051單片機2接收加速度信號，通過TX，RX串行引腳發送到GPRS無線傳輸模塊3。最后，型號為WG8010的GPRS無線傳輸模塊3將數據發送到GPRS無線通信網絡4，并通過GSM移動通信運行商的無線網關將測量數據傳遞到監控室內的Internet服務器終端5。

本裝置采用14位分辨率的低功耗、電容式型號為MMA8451Q的MEMS三軸振動加速度傳感器1采集機械設備的振動加速度信號。MMA8451Q將采集的振動加速度值存儲于地址為0x01～0x06的寄存器中，X，Y，Z加速度值分別占兩個寄存器，分別為高字節和低字節。MMA8451Q傳感器通過I2C數字接口與C8051單片機2連接，具有±2g/±4g/±8g的可選量程。我們選擇±2g量程，加速度分辨率0.25mg，滿足機械設備振動測試的一般要求。C8051單片機2通過RS-232交叉線與GPRS無線傳輸模塊3連接，WG8010模塊提供了串行通信接口，可直接將單片機發送的串口數據轉換成TCP/IP數據包進行傳送。

本裝置為異地無線數據采集系統，操作人員用手機向GPRS無線通信網絡4發送“LINK”短信指令，經單片機識別后進行網絡連接，連接成功后向Internet服務器終端5發送機械設備的X，Y，Z三軸振動加速度數值。Internet服務器終端5采用TCP/IP套接字編程。202.120.222.120是Internet服務器的IP地址，1024為該應用的端口號。