基于嵌入式技术的大型电机在线状态监测与故障诊断系统平台的设计与实现

论文摘要

随着嵌入式技术的不断成熟与发展,嵌入式系统已经越来越广泛地应用于工业生产中的各个环节当中,对工业生产现场的在线监控已经成为了其中的一个重要的应用领域。通过对工业现场各种信息的收集、处理和分析,可以准确地对工业现场环境,设备的运行状态等进行实时的监控,从而提高生产工作效率,增强生产安全保障,节省能耗,提高经济效益。论文主要介绍了利用嵌入式技术实现大型交流异步电机的在线监测和故障诊断系统平台。论文根据项目实际应用背景,设计嵌入式异构双处理器硬件系统和嵌入式软件系统,实现了对大型交流异步电机的远程化、图形化、在线实时的监测和故障诊断。论文主要进行了大型异步交流电机在线监测系统的硬件设计和软件设计。设计了异构的嵌入式双处理器硬件系统,采用嵌入式处理器MCF5329做为主处理器、TMS320VC5416的DSP作为从处理器,主处理器主要运行操作系统、用户界面系统、通信系统软件和嵌入式应用程序。DSP主要实现多通道的数据快速采集和处理。硬件系统的外围扩展还包括SDRAM、FLASH、LCD、AD等外设和接口模块。主系统选用实时操作系统uclinux作为操作系统,上面提供Lighttpd Web服务和miniGUI的图形用户接口。DSP从系统采用芯片厂商提供的免费的DSP/BIOS II实时操作系统,实现DSP下的AD数据的采集和处理,以及视频图像的采集、压缩。设计了HPI的DSP自举模式,通过HPI接口实现DSP和MCF5329之间的数据传输。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 引言
• 第一章 综述
• 1.1 嵌入式系统在监控领域应用的背景
• 1.2 任务来源
• 1.3 系统需要解决的问题
• 1.4 论文的组织
• 第二章 相关技术介绍
• 2.1 视频压缩技术介绍
• 2.2 嵌入式实时操作系统
• 2.3 多CPU 通讯技术
• 2.4 调度策略
• 2.5 小结
• 第三章 系统的总体设计
• 3.1 系统功能目标分析
• 3.2 系统硬件选型
• 3.2.1 主控制子系统的处理器 MCF5329
• 3.2.2 内存芯片HY57V561620CT
• 3.2.3 FLASH 芯片E28F128J3
• 3.2.4 网卡收发器 DP838481
• 3.2.5 触摸屏芯片AD57846
• 3.2.6 LCD 显示屏NL80608C26-27
• 3.2.7 信号采集与处理子系统的处理器TM5320VC5416
• 3.2.8 无线通讯模块中兴MG801A CDMA
• 3.2.9 多通道AD 转换芯片AD73360
• 3.2.10 视频解码芯片SAA7113
• 3.3 系统的总体结构设计
• 3.3.1 主控制子系统
• 3.3.2 信号采集与处理子系统
• 3.3.3 本地的人机接口及数据存储子系统
• 3.3.4 上位机应用系统
• 3.4 操作系统选型
• 3.4.1 主控制子系统操作系统的选择
• 3.4.2 信号采集与处理子系统操作系统的选择
• 3.5 小结
• 第四章 系统的技术研究及实现
• 4.1 主控制子系统关键技术研究及实现
• 4.1.1 远程通讯子系统的设计与实现
• 4.1.2 本地数据压缩存储子系统的设计与实现
• 4.1.3 本地人机接口子系统的设计与实现
• 4.2 信号采集与处理子系统的设计与实现
• 4.2.1 DSP/BIOS II 软件设计
• 4.2.2 电机运行信号采集与处理关键技术研究
• 4.2.3 视频信号采集和处理
• 4.2.3.1 图像采集设计
• 4.2.3.2 JPEG 编码设计
• 4.3 HPI 通讯
• 4.3.1 HPI 驱动设计
• 4.3.2 HPI 接口DSP 自举
• 4.3.3 自举kernel 设计
• 4.4 上位机应用系统
• 4.5 小结
• 第五章 系统测试与性能评价
• 5.1 测试环境与工具
• 5.2 测试结果与性能评价
• 5.3 与单处理器同类系统的比较
• 5.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢