摘 要

结合本次课题需要，利用基于单片机的振动检测仪检测振动，在分析现有振动检测方法优缺点的基础上，提出了借助检测振动频率实现振动检测的检测方法。

此次课题，运用高灵敏SW-1801P振动传感器模块对振动信号进行检测，通过记录单位时间振动的次数来判定振动强度，用单片机来检测传感器的输出，解析出振动强度。考虑到数据通讯我们采用蓝牙模块进行数据的传输，将解析完的数据传输到另一端的上位机LabVIEW上，这样可以远程对正在工作的机械进行检测，并可以在上位机一端对数据进行保存，方便以后的调研。

通过对系统软、硬件的研发和调试，实现了振动信号的采集和分析。使用本检测仪分别对7HZ，14HZ的振动信号进行了检测和分析，测试的结果表明频率检测的相对误差最大不超过5%，表明本文设计的振动检测系统达到了实用的要求。

本文的特色：结合了单片机与蓝牙无线传输模块实现振动检测仪的设计。

关键词：振动检测；单片机；无线传输；LabVIEW

Abstract

Based on the analysis of the advantages and disadvantages of the existing vibration detection method, the detection method of vibration detection by detecting the vibration frequency is put forward based on the vibration detection instrument based on single chip microcomputer.

The use of high sensitivity SW-1801P vibration sensor module to detect the vibration signal, by recording the number of vibration per unit time to determine the vibration intensity, with a single chip to detect the sensor output, analysis of vibration intensity, taking into account the data communication we use Bluetooth Module for data transmission, the analytical data will be transmitted to the other side of the host computer LabVIEW, which can remotely work on the machine to detect, and can be at one end of the host computer to save the data to facilitate future research.

Through the system software and hardware research and development and debugging, to achieve the vibration signal acquisition and analysis. The results show that the relative error of the frequency detection is not more than 5%, which indicates that the vibration detection system designed in this paper has reached the practical requirement. The vibration detection signal of 7HZ and 14HZ are respectively detected and analyzed.

The characteristics of this article: a combination of single-chip and Bluetooth wireless transmission module to achieve the vibration detector design.

Key Words：vibration detection; single chip microcomputer; wireless transmission

目录

第1章 绪论 1

1.1 课题背景 1

1.2 国内外研究现状 2

1.3 研究目的与研究内容 3

1.3.1 研究目的 3

1.3.2研究内容 4

第2章 基于单片机的振动检测仪设计总体方案 5

2.1 振动检测仪总体设计 5

2.1.1方案的确定 5

2.1.2 微处理器的比较与选择 5

2.1.3 功能模块的划分和表述 8

2.1.4 振动检测仪程序流程图 9

2.2 硬件部分设计 10

2.3 软件部分设计 10

2.4本章小结 11

第3章 振动检测仪硬件电路设计 12

3.1 STC90C51RC的介绍 12

3.2 传感器模块设计 13

3.2.1 弹簧震动开关的介绍 13

3.2.2 信号调理电路设计 14

3.3 LCD显示电路设计 16

3.4 无线蓝牙模块设计 17

3.4.1 蓝牙模块简介 17

3.4.2蓝牙模块的测试及参数设置 18

3.5 本章小结 20

第4章 振动检测仪软件程序设计 21

4.1 下位机工作流程 21

4.2 上位机工作流程 22

4.3 下位机软件设计 22

4.3.1数据传输软件设计 23

4.3.2 LCD显示软件设计 24

4.3.3重定义printf函数设计 24

4.4 上位机软件设计 25

4.4.1 上位机平台概述 25

4.4.2 上位机各模块化程序设计 26

4.5 本章小结 31

第5章 系统的测试及试验 32

5.1 振动检测平台搭建 32

5.2 LCD显示测试结果 33

5.3 上位机显示测试波形 34

5.4 本章小结 35

第6章 工作总结及展望 36

6.1 工作总结 36

6.2 研究展望 37

参考文献 38

致 谢 39

第1章 绪论

1.1 课题背景

对振动信号的监测是将正常设备与有问题设备两者的各方面振动参数进行一个对比，以此来断定问题原因和严重程度的新型技术手段。

振动充斥着我们所有人的生活，不论是楼房、机械设备、桥梁等大型建筑物，还是心跳、人体脉搏都包含振动规律或存在着振动现象。很多情况下振动是百害而无一利的，如叶片的振动、机床的振动、桥梁的振动等^[1]。这时振动检测仪就至关重要，它不仅可以判别问题的严重程度，还可以进行问题走势预测；人体内的振动也能反映人的身体状况，所以随身携带的振动测量仪能起到监测作用。同样对于在生产中不停歇运转的设备，我们可以依靠它在运转中可以反映设备动态特性的振动信号，采用振动检测技术在不停机的条件下完成我们需要的检测和故障诊断^[2]。设备状态检测和故障诊断技术对工业企业的作用和意义，主要归结为如下几方面^[3]:

(1)对设备运行时各种故障的早期征兆做到心知肚明，以便采取对应的措施进行处理、预防或消除故障。让仪器在运行过程中更加的安全，更加的高效，更加的不出问题，才能对整个工业得到更高的回报率。