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基于Qt/Embedded的嵌入式数采分析仪应用程序开发研究

2020-12-12阅读(952)

基于Qt/Embedded的嵌入式数采分析仪应用程序开发研究

论文摘要

随着现代机械设备功能的多元化，结构的复杂化，且长期运行在高速、高温、重载等恶劣环境下，其功能的先进性难以实现，不仅会降低设备的使用寿命，而且还给企业造成重大经济损失，机械设备的状态监测和故障诊断技术越来越受到重视，已成为保证生产系统安全可靠运行的重要手段和关键技术，其能有效地遏制故障损失和设备维修费用，因此，研发能对设备进行状态监测及故障诊断的仪器具有重要意义。根据状态监测及故障诊断的研究现状和发展趋势，本文针对基于Linux系统的便携式数采分析仪应用程序进行研究开发。在Qt/Embedded软件开发环境中设计开发了集振动测试、信号分析及数据管理为一体的嵌入式数采分析仪应用程序。该应用程序能够很好得与上位机软件融合，支持采集路径的下传及采样数据的上传功能，达到了数据共享及远程诊断的目的。本课题设计的嵌入式数采分析仪与国内外同类产品相比，其创新点主要有：实时报警及特征频报警，可以在信号采集和分析时进行报警；时域统计参数自动计算，便于对信号的时域特征进行统计分析；强大的USB和网络传输功能，实现数据的远程传输；信号分析曲线的等比缩放功能，提高了信号的识辨率；支持鼠标操作；为了验证所设计开发的嵌入式数采分析仪应用程序各个功能模块的正确性，在实验室环境下，利用振动台对嵌入式数采分析仪应用程序的信号采集功能进行了实验验证，其信号分析功能通过与Matlab分析结果做对比，验证了分析功能的正确性。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 状态监测及故障诊断相关技术研究现状
  • 1.1.1 状态监测及故障诊断技术的定义
  • 1.1.2 状态监测及故障诊断技术的发展及意义
  • 1.2 测振仪的发展及意义
  • 1.2.1 测振仪的发展
  • 1.2.2 测振仪的意义
  • 1.3 工业用嵌入式操作系统
  • 1.3.1 嵌入式操作系统
  • 1.3.2 Linux 操作系统
  • 1.4 课题的提出及意义
  • 1.5 课题的主要研究内容及创新点
  • 1.5.1 课题主要研究内容
  • 1.5.2 主要创新点
  • 第二章 状态监测与故障诊断相关技术的基本理论
  • 2.1 状态监测及故障诊断的基本环节
  • 2.2 振动传感器的相关理论
  • 2.2.1 振动传感器的构成及工作原理
  • 2.2.2 振动传感器的主要性能指标
  • 2.3 信号调理及采集的相关理论
  • 2.3.1 抗混叠理论
  • 2.3.2 频谱泄露与窗函数
  • 2.3.3 谱线条数及频率分辨率
  • 2.4 现代信号处理的基本理论
  • 2.4.1 基 2-FFT 算法的实现原理
  • 2.4.2 频谱细化原理
  • 2.5 本章小结
  • 第三章 嵌入式数采分析仪开发的硬软件平台
  • 3.1 数采分析仪硬件模块框架
  • 3.1.1 关键功能模块的搭建
  • 3.1.2 采集调理模块
  • 3.1.3 ARM 微处理器主控模块
  • 3.2 S3C2410 微处理器
  • 3.3 虚拟机及 Linux 的安装
  • 3.3.1 VMware Workstation 的安装及设置
  • 3.3.2 虚拟机环境中 Linux 的安装
  • 3.4 Qt/Embedded 嵌入式图形开发工具
  • 3.4.1 Qt/Embedded 开发环境
  • 3.4.2 Qt/Embedded 开发流程
  • 3.5 信号和槽机制
  • 3.6 Qt/Embedded 支持工具
  • 3.6.1 Qt 设计器
  • 3.6.2 Tmake 工具
  • 3.6.3 Qvfb 虚拟缓冲帧
  • 3.7 Qt/Embedded 开发环境在 Linux 中的建立
  • 3.7.1 嵌入式开发环境工具包
  • 3.7.2 开发工具包的交叉编译安装
  • 3.8 Qt 的中文化支持
  • 3.8.1 Qt Linguist 工具
  • 3.8.2 utf8 编码中文化
  • 3.9 Qt/Embedded 订制字库
  • 3.10 本章小结
  • 第四章 嵌入式数采分析仪应用软件设计
  • 4.1 数采分析仪功能框架设计
  • 4.2 嵌入式数采分析仪主界面的设计
  • 4.2.1 人机界面设计原则
  • 4.2.2 数采分析仪主界面设计
  • 4.3 采集及显示模块设计
  • 4.3.1 采集模块结构设计
  • 4.3.2 显示模块结构设计
  • 4.4 信号分析模块设计
  • 4.4.1 信号时域特征提取技术
  • 4.4.2 信号频域特征提取技术
  • 4.4.3 信号分析模块结构设计
  • 4.5 信号分析模块的实现
  • 4.6 数据综合管理模块
  • 4.6.1 数据管理模块结构设计
  • 4.6.2 移动介质 U 盘通信
  • 4.7 网络数据管理模块设计
  • 4.7.1 FTP 协议
  • 4.7.2 QurlOperator 技术
  • 4.7.3 网络数据管理模块的实现
  • 4.8 自报警功能模块
  • 4.8.1 自报警功能模块结构设计
  • 4.8.2 自报警功能模块的实现
  • 4.9 本章小结
  • 第五章 嵌入式数采分析仪应用程序的移植
  • 5.1 Qt/Embedded 库函数的交叉编译
  • 5.2 嵌入式应用程序的交叉编译
  • 5.3 宿主机与目标板间文件系统共享
  • 5.3.1 NFS 网络文件系统
  • 5.3.2 配置 NFS 服务规则
  • 5.3.3 配置 PC 和 ARM 板间的 NFS
  • 5.4 添加 Qt/Embedded 应用至 QPE
  • 5.5 本章小结
  • 第六章 系统功能验证与总结展望
  • 6.1 系统功能验证
  • 6.2 工作总结
  • 6.3 研究展望
  • 参考文献
  • 发表论文和参研情况
  • 致谢

    • 相关论文文献

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