基于加速傳感器的船舶振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)其他電路部分設(shè)計(jì)為：微處理器采用三星的S3C44B0X處理器，存儲(chǔ)器為AMD公司的32Mbit(4M×8 Bit)Flash存儲(chǔ)器AM29LV033C，圖形液晶顯示模塊為含控制器T6963C的240×128點(diǎn)陣的SMG240128L，USB的接口電路使用芯片NUF2221W1T2，其它部分電路由于篇幅有限，這里不作詳述。

　　軟件部分設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)由三大模塊組成，如圖3所示，從底層到上層分別是：數(shù)據(jù)采集驅(qū)動(dòng)模塊，數(shù)據(jù)處理模塊，GUI人機(jī)交互模塊。

　　軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能有兩個(gè)：一個(gè)是數(shù)據(jù)檢測(cè)采集，主要負(fù)責(zé)傳感器的數(shù)據(jù)檢測(cè)、采集和控制;另一個(gè)為采集數(shù)據(jù)的處理及人機(jī)顯示，包括信號(hào)處理算法實(shí)現(xiàn)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，人機(jī)界面負(fù)責(zé)LCD驅(qū)動(dòng)和文字圖形的顯示。操作系統(tǒng)首先通過(guò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)模型對(duì)傳感器進(jìn)行初始化，為傳感器設(shè)置合適的配置參數(shù)，以使設(shè)備能在采集過(guò)程中正確工作;上層圖形系統(tǒng)采用嵌入式GUI來(lái)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互界面，包括圖形控制面板建立、波形顯示、參考值顯示等。軟件流程如圖4所示。

　　數(shù)據(jù)采集及處理部分的程序流程如圖5所示。其中檢測(cè)初始化包括檢測(cè)模塊上電，I/O控制端口初始化、加速度傳感器的初始化;加速度傳感器需要零點(diǎn)校準(zhǔn)和自檢測(cè)以滿足精度要求;系統(tǒng)調(diào)用檢測(cè)任務(wù)后，外部中斷打開，等待加速度傳感器的中斷上報(bào)及檢測(cè)數(shù)據(jù)采集。

　　MMA7455L加速度傳感器的驅(qū)動(dòng)軟件設(shè)計(jì)應(yīng)注意IADDR0接到GND時(shí)其從地址為0x1D，接到DVDD_IO時(shí)其從地址為0x1E;MMA7455L有三種工作模式(測(cè)量模式、水平檢測(cè)模式、脈沖檢測(cè)模式)，在測(cè)量模式下DRDY引腳與INT1共用，數(shù)據(jù)讀取就能將DRDY清除，但在其他兩種模式下INT1和INT2都需要通過(guò)寫寄存器來(lái)清除。在檢測(cè)數(shù)據(jù)采集時(shí)，把數(shù)據(jù)緩存到FIFO中，假如FIFO滿了，有DMA控制將FIFO中的所有數(shù)據(jù)傳輸?shù)絻?nèi)存當(dāng)中進(jìn)行處理，可完成數(shù)據(jù)信號(hào)顯示和控制，存儲(chǔ)和實(shí)時(shí)分析。

　　結(jié)語(yǔ)

　　本系統(tǒng)利用了微處理器功耗低及電子傳感器集成度高的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性價(jià)比好的檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)性的數(shù)據(jù)采集處理，具有功耗低、抗干擾、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)機(jī)械式船舶振動(dòng)測(cè)試儀的全部功能，并且在體積、重量、精度等方面都有明顯優(yōu)勢(shì)。產(chǎn)品原型已經(jīng)完成系統(tǒng)調(diào)試和模擬測(cè)試，結(jié)果滿足船舶振動(dòng)檢測(cè)的要求。此產(chǎn)品在船舶振動(dòng)檢測(cè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 姚熊亮,張阿漫. 船體振動(dòng)與噪聲[M]. 北京：國(guó)防工業(yè)出版社 2010.8. 51-63.

　　[2] Freescale Semiconductor Technical Data[J]. MMA7455L Data Sheet,2007. 245-256.