基于ARM+DSP的准在线故障诊断系统软件系统关键技术的研究

论文摘要

在对设备进行状态监测时,对采集到的数据进行实时的数据分析处理和故障诊断在现代企业的设备管理和维护中显得尤为重要。通常企业都是通过在线系统对大型重大设备进行监测,连续不断的进行数据的采集、处理和故障类型的分析。但是由于在线系统体积庞大,价格昂贵,且设计相对固定,难以对不同类型的设备使用。而离线的故障诊断设备虽然方便灵活,但功能较弱,不能够对采集数据进行实时的分析。为此,研究和开发了基于OMAP5912的准在线故障诊断系统,充分借鉴在线诊断系统和离线诊断系统的优点,利用ARM+DSP双核的特长,使系统既方便、灵活,又具有强大的数据处理功能。系统采用OMAP5912作为硬件平台,以开源、可移植的嵌入式Linux作为操作系统,构建了独特、良好的软硬件体系结构。本文在系统硬件平台上对系统的主要应用软件模块进行了研究和开发,论文的主要工作包括：1.建立了系统开发的软件环境。根据OMAP5912芯片的特点以及系统的外设,建立了系统的交叉编译环境、对系统硬件引导程序BootLoader的修改和移植,对嵌入式Linux系统、文件系统进行了与硬件平台对应的修改和移植。2.设计了系统的显示模块,通过MiniGUI设计系统的人机交换界面,使系统具有高性能、高可靠性和稳定性好的图谱显示。3.设计系统的存储模块。采用嵌入式数据库技术将SQLite数据库应用于准在线故障诊断系统当中,管理系统参数,并存储采集到的诊断信号及对信号进行处理。4.研究基于DSP Gateway的双核通信,通过双核通信完成对ARM端和DSP端不同功能程序的调度,以实现对系统资源的最佳利用。通过CCS开发DSP端的故障诊断程序,完成对采集数据的频谱、相位谱、倒频谱等分析方法的DSP程序实现。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 设备状态监测与故障诊断技术及相关设备的发展概况
• 1.2.1 现代设备状态监测与故障诊断技术概况
• 1.2.2 故障诊断系统的发展概状
• 1.3 课题的来源、目的和意义
• 1.3.1 课题的来源
• 1.3.2 课题的目的和意义
• 1.4 本论文的主要工作
• 2 准在线故障诊断系统的总体设计
• 2.1 系统的总体要求
• 2.2 系统的整体硬件平台
• 2.2.1 OMAP5912微处理器
• 2.2.2 硬件功能模块简介
• 2.3 系统的整体软件规划
• 2.4 系统的开发工具
• 3 系统软件平台的构建
• 3.1 交叉编译环境的建立
• 3.2 引导程序Bootloader
• 3.2.1 Bootloader的基本概念
• 3.2.2 U-Boot的移植
• 3.3 操作系统内核
• 3.3.1 Linux内核及其目录结构
• 3.3.2 Linux内核的移植
• 3.4 制作文件系统
• 4 系统软件关键技术的研究
• 4.1 系统的图形界面设计
• 4.1.1 MiniGUI简介
• 4.1.2 MiniGUI的安装和移植
• 4.1.3 系统的MiniGUI界面开发
• 4.2 系统数据的存储与管理
• 4.2.1 嵌入式数据库SQLite
• 4.2.2 SQLite的开发基础
• 4.2.3 SQLite在准在线故障诊断系统中的应用
• 4.3 双核通讯的实现
• 4.3.1 双核通讯的物理实现
• 4.3.2 DSP Gateway
• 4.3.3 系统的双核通信程序开发
• 4.4 DSP端数据处理程序
• 4.4.1 DSP开发环境CCS
• 4.4.2 数据处理程序的开发
• 5 总结与展望
• 5.1 课题总结
• 5.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果