基于加速傳感器的船舶振動(dòng)檢測系統設計

　　系統其他電路部分設計為：微處理器采用三星的S3C44B0X處理器，存儲器為AMD公司的32Mbit(4M×8 Bit)Flash存儲器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。

　　軟件部分設計

　　本系統由三大模塊組成，如圖3所示，從底層到上層分別是：數據采集驅動(dòng)模塊，數據處理模塊，GUI人機交互模塊。

　　軟件系統實(shí)現的功能有兩個(gè)：一個(gè)是數據檢測采集，主要負責傳感器的數據檢測、采集和控制;另一個(gè)為采集數據的處理及人機顯示，包括信號處理算法實(shí)現和數據存儲，人機界面負責LCD驅動(dòng)和文字圖形的顯示。操作系統首先通過(guò)設備驅動(dòng)模型對傳感器進(jìn)行初始化，為傳感器設置合適的配置參數，以使設備能在采集過(guò)程中正確工作;上層圖形系統采用嵌入式GUI來(lái)實(shí)現人機交互界面，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。

　　數據采集及處理部分的程序流程如圖5所示。其中檢測初始化包括檢測模塊上電，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)校準和自檢測以滿(mǎn)足精度要求;系統調用檢測任務(wù)后，外部中斷打開(kāi)，等待加速度傳感器的中斷上報及檢測數據采集。

　　MMA7455L加速度傳感器的驅動(dòng)軟件設計應注意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(測量模式、水平檢測模式、脈沖檢測模式)，在測量模式下DRDY引腳與INT1共用，數據讀取就能將DRDY清除，但在其他兩種模式下INT1和INT2都需要通過(guò)寫(xiě)寄存器來(lái)清除。在檢測數據采集時(shí)，把數據緩存到FIFO中，假如FIFO滿(mǎn)了，有DMA控制將FIFO中的所有數據傳輸到內存當中進(jìn)行處理，可完成數據信號顯示和控制，存儲和實(shí)時(shí)分析。

　　結語(yǔ)

　　本系統利用了微處理器功耗低及電子傳感器集成度高的特點(diǎn)，設計出了一種結構簡(jiǎn)單、性?xún)r(jià)比好的檢測系統，該系統能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)性的數據采集處理，具有功耗低、抗干擾、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現傳統機械式船舶振動(dòng)測試儀的全部功能，并且在體積、重量、精度等方面都有明顯優(yōu)勢。產(chǎn)品原型已經(jīng)完成系統調試和模擬測試，結果滿(mǎn)足船舶振動(dòng)檢測的要求。此產(chǎn)品在船舶振動(dòng)檢測領(lǐng)域有廣泛的應用前景。

　　參考文獻

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

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