基于gprs的远程状态监测技术研究

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1、基于GPRS的远程状态监测技术研究ResearchonGPRSbasedRemoteStateMonitoringTechnology一级学科机械工程学科专业机械制造及其自动化作者姓名万剑指导教师王太勇教授天津大学机械工程学院2011年11月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任

2、何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日中文摘要根据现阶段国内大部分企业所存在的设备种类多但总量少的现状

3、，以状态监测GPRS信息管理系统构架为基础，利用集成化设计理念，以双MCU平台作为控制核心和运算核心，并基于此构建监测终端。现有的网络化故障诊断和远程状态监测技术主要以Internet或Intranet为远程通信手段。这样，监测终端要进行远程通信就必须通过网络线缆连接网络接口。这使得监测终端在环境复杂、不宜连线的工业现场的使用受到了很大的限制和约束。本文基于先进的GPRS无线数据传输技术，提出了一种GPRS远程状态监测系统，并在其中嵌入级联双稳随机共振、包络分析、故障预报算法，以实现监控中心在脱离网

4、络线缆和网络接口的情况下对多台机电设备的远程实时监控。远程监测终端是该监测系统的重要组成部分，担负着现场信号采集、预处理、存储、远程数据通信等工作。基于“ARM+DSP”双核平台，设计了一种能够对采样信号进行连续、实时采集的监测终端。以DSP作为信号采集模块的控制核心，通过FPGA对A/D转换和信号预处理进行协调，通过高速FIFO进行数据的暂存，以实现对采样信号的实时、连续、不丢点采集。将GPRS无线模块引入机电设备远程状态监测，以解决监测终端远程无线通信的问题。通过研究GPRS无线分组业务以及GP

5、RS模块功能、技术参数，选取适合于本文的GPRS模块。并为模块设计外围接口电路、控制软件以及GPRS模块与服务器之间的通信协议，以实现GPRS模块接入Internet。研究和分析空间磁场、电噪声、背景噪声等影响采样信号的主要噪声源。基于Multisim设计并验证根据信号频率调整截止频率的程控高通和低通滤波器。以滤除采样信号中的直流和低频缓变噪声以及各种高频干扰和噪声，提高采样信号的信噪比，为故障信号的分析提供高品质的原始信号。研究级联双稳随机共振特性，完成算法在系统中的实现，并应用于电动机状态监测与

6、诊断微弱信号特征提取。研究包络分析特性，完成算法在系统中的实现，并应用于轴承故障数据特征频率提取。以某发电厂磨煤机的摩擦故障为例，研究了基于离散动力系统的非线性混沌控制理论，对远程在线监测获得的运行状态振动信号进行了故障识别理论及实验研究。采用了关联积分的C-C算法，进行监测信号的嵌入维数与时间延迟选择，采用相空间重构算法，提取了在线监测故障判定阈值。进行了故障预报验证实验，实现了故障设备的快速准确预报。在机电设备管理信息系统中，采样测点的准确性尤为重要，本文基于Ibutton技术设计路径管理系统，

7、以最大限度地避免误采、漏采现象的发生。并且制定出监测终端与监控中心两者之间所应用的协议，权限信息以及路径信息的传递和通信均利用GPRS网络来完成，从而使数据的有效性及其安全性得到有效保障，与此同时，本文还以此为基础，开发了基于DS1990A和权限管理的精简的路径文件管理系统。关键词：监测终端双核平台GPRS随机共振包络分析故障预报IbuttonABSTRACTAccordingtomostoftheenterpriseshadmoretypesandlessamountofequipments,un

8、deranintegrateddesignideaandaframeworkofGPRSinformationmanagementsystembasedonconditionmonitoring,“ARM+DSP”dual-coreplatformwasusedascontrolcoreandcomputingcoretoconstructamonitoringterminal.InternetorIntranetwasthemainremotecommunicati