基于加速傳感器的船舶振動檢測系統(tǒng)設(shè)計

　　系統(tǒng)其他電路部分設(shè)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

　　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)動模塊，數(shù)據(jù)處理模塊，GUI人機交互模塊。

　　軟件系統(tǒng)實現(xiàn)的功能有兩個：一個是數(shù)據(jù)檢測采集，主要負責傳感器的數(shù)據(jù)檢測、采集和控制;另一個為采集數(shù)據(jù)的處理及人機顯示，包括信號處理算法實現(xiàn)和數(shù)據(jù)存儲，人機界面負責LCD驅(qū)動和文字圖形的顯示。操作系統(tǒng)首先通過設(shè)備驅(qū)動模型對傳感器進行初始化，為傳感器設(shè)置合適的配置參數(shù)，以使設(shè)備能在采集過程中正確工作;上層圖形系統(tǒng)采用嵌入式GUI來實現(xiàn)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(shù)據(jù)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校準和自檢測以滿足精度要求;系統(tǒng)調(diào)用檢測任務(wù)后，外部中斷打開，等待加速度傳感器的中斷上報及檢測數(shù)據(jù)采集。

　　MMA7455L加速度傳感器的驅(qū)動軟件設(shè)計應(yīng)注意IADDR0接到GND時其從地址為0x1D，接到DVDD_IO時其從地址為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(shù)據(jù)讀取就能將DRDY清除，但在其他兩種模式下INT1和INT2都需要通過寫寄存器來清除。在檢測數(shù)據(jù)采集時，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)存當中進行處理，可完成數(shù)據(jù)信號顯示和控制，存儲和實時分析。

　　結(jié)語

　　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，設(shè)計出了一種結(jié)構(gòu)簡單、性價比好的檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠進行實時性的數(shù)據(jù)采集處理，具有功耗低、抗干擾、可靠性高的優(yōu)點，可以實現(xiàn)傳統(tǒng)機械式船舶振動測試儀的全部功能，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(tǒng)調(diào)試和模擬測試，結(jié)果滿足船舶振動檢測的要求。此產(chǎn)品在船舶振動檢測領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。

　　參考文獻

　　[1] 姚熊亮,張阿漫. 船體振動與噪聲[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.