[實用新型]基于STM32F103C8T6的振動信號采集系統

有效

• 申請號: 201420167339.6
• 申請日: 2014-04-08
• 公開（公告）號: CN203785783U
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 原忠虎;徐漫洋;何友國;齊曉軒
• 申請（專利權）人: 沈陽大學
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 戚羽

技術領域

本實用新型涉及機械部件控制及監測領域，具體為一種基于STM32F103C8T6的振動信號采集系統。

背景技術

機械傳動部件是一個復雜并且極其重要的部分，特別是其滾動軸承部分。軸承的好壞直接影響著無人機工作的效率，以及機械設備的壽命。振動信號是檢測軸承好壞的重要指標。這不僅要選取有效的傳感器來進行信號采集，同時要設計適合于當前設備體積縮小化的硬件設備，采用合適的芯片來處理數據，并最大化的減小周圍環境對其的影響，要求可靠性高、實時性強，性價比高等特點。目前，此領域多以DSP為內核來設計的外圍電路，但存在設計復雜，設備體積和形狀比較大等缺點，在執行任務時容易收到損壞并且不利于維修，為長期持續的工作帶來了麻煩。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種基于STM32F103C8T6的振動信號采集系統，該振動信號采集系統具有體積小、外圍電路設計簡單和便于維修的特點。

本實用新型的技術方案：一種基于STM32F103C8T6的振動信號的采集系統，包括主機、LCD液晶顯示屏、SD卡凹槽和傳感器。主機有1個長方形的外殼，在主機外殼上方設有一個傳感器信號線輸入插頭和一個電源插頭；在主機外殼的一個側面安有一個LCD液晶顯示屏、一個上調按鍵、一個下調按鍵、一個確認按鍵和一個電源開關；在主機外殼其中的另一個側面安有一個USB插口凹槽和一個SD卡凹槽。在主機外殼內裝有1塊主控電路板，該主控電路由微處理器電路、信號調理電路、LCD驅動電路、按鍵電路、SD卡驅動電路、USB驅動電路和電源電路組成。主控電路板上的微處理器電路是由體型較小、功能強大的STM32F103C8T6芯片及其外圍電路構成，負責整個系統的信號處理、按鍵檢測、AD轉換、LCD顯示、SD儲存功能及USB傳輸功能。該主控電路板上的信號調理電路上設有一個傳感器數據線輸入接口，通過傳感器數據線與傳感器相連，該傳感器數據線輸入接口位于主機外殼上方的傳感器數據線輸入插頭處。該主控電路板上的LCD驅動電路上有一個LCD接口，與主機外殼前方的LCD液晶顯示屏相連，負責顯示當前工作狀況。該主控電路板上的按鍵電路有一個按鍵接口，與主機外殼前方的上調按鍵、下調按鍵、確認按鍵相連，用來調節LCD的顯示內容。主控電路板上的SD卡驅動電路上有一個SD卡接口，該SD卡接口位于主機外殼側面的SD卡凹槽處，可以直接插入SD儲存卡并存儲信息。主控電路板上還帶有USB驅動電路，在不拿出SD卡時可以直接通過SD凹槽旁邊的USB插口凹槽連接計算機進行數據提取。主控電路板上的電源電路設有一個電源線輸入接口，通過電源線與外部供電電源相連，該電源線輸入接口位于主機外殼上方的電源插頭處。主機外殼前方的電源開關可以使整個系統處于開始工作或停止工作狀態。

主控電路是由簡單的微處理器電路、信號調理電路、LCD驅動電路、按鍵電路、SD卡驅動電路和USB驅動電路和電源電路組成。主控電路板上的微處理器電路是由STM32F103C8T6芯片及其外圍電路構成。通過電源電路給系統上電后，微處理器STM32F103C8T6負責信號的采集和控制功能。信號調理電路負責用來對接收到的振動信號進行放大和濾波。LCD驅動電路負責顯示當前系統的運行情況和工作狀態。按鍵電路的作用是用來調節LCD的顯示的內容。主控電路板上的SD卡驅動電路上有一個SD卡接口，用于存儲采集進來的信號信息。主控電路板上還帶有USB驅動電路，在不拿出SD卡時，可以直接通過SD凹槽旁邊的USB插口凹槽直接連接計算機進行數據提取。

實質是設計了一套可以連接加速度傳感器，并基于STM32F103C8T6的振動信號采集系統，該信號采集系統是以簡單的單片機芯片STM32F103C8T6為核心，代替了復雜的DSP電路設計。這樣可以將復雜的任務進行簡化處理，還不影響其工作效率。通過已選好的X&K公司AD100T型加速度傳感器，采集出軸承發出的振動信號，經過STM32F103C8T6自帶的AD處理后，直接將采集的數據儲存到SD存儲模塊中，可以在采集系統停止工作后將SD卡取出使用，也可以將本采集系統直接用數據線連接到計算機上使用。最終分析采集到的信息監測軸承是否出現異常，在發現問題之后，可以立即對其進行檢修。由于該系統的模塊化電路特點的設計為使用和維修帶來了方便，從而減少了人們對其檢修的時間，還能及時的、有效地防止了由于軸承出現問題而引起的事故。