风机设备故障检测与诊断系统2.0需求分析说明书Word格式文档下载.docx

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二、系统概述

采集器2.0版的软件部分包括有：

采集程序、存储程序、有线传输程

序、无线传输程序及日志管理程序。

1任务背景

采集器2.0版是1.0版本的升级版，将采集、存储、传输程序客户端

合为一体，升级为嵌入式系统，同时在报警功能做出了改进。

2产品功能

信号采集、有线传输、无线传输、数据存储及日志管理等。

信号采集功能

采集功能通过采集器和采集程序实现。

采集器安装到风机现场，能同

时采集10路传感器信号，传感器包括速度传感器、加速度传感器、位移

传感器、转速传感器、音频传感器。

十路采集信号能同时采集，采集一帧

（包括10路数据）称为同一采集单号，采样长度最大不小于81920个数

据，采集完一帧数据，暂存在采集器的存储卡中。

采集器可暂存1个月内

的数据，同时采集器通过传输程序上传至服务器数据库中。

有线传输功能：

?

上传采集器实时数据至服务器的数据库服务器读取采集器历史数

据服务器读取采集器参数配置服务器设置采集器参数配置

无线传输功能

暂时与有线传输功能相同

数据存储

采集器可暂存1年内的历史数据至存储卡中

存储卡可拔出至另一台采集器中读出数据

日志管理

可动态跟踪程序运行状态

可记录重要历史运行状态

可上传日志至远程监控服务器

3用户特点

安装环境恶劣

通信条件不能确定

不能实时现场维护

4运行环境

硬件平台

采集器：

ARM9200T（ARM9），三星S3C2440，主频400MHz，128MRAM，

RS232串口，DM9000网络芯片，SD卡，电源控制、FPGA控制器。

网络设备：

路由器1台，GPRS模块1台。

存储设备：

32GSD卡

线缆：

信号线、网线、电源

传感器：

声音传感器、振动传感器（速度、加速度、位移）、转速传

感器。

支持软件

操作系统：

Linux

通信环境

通信环境不能确定

三、外部接口需求

1用户界面

采集器显示器只提供状态显示功能。

2硬件接口

10路模拟信号传感器接口

以太网接口

3软件接口

与服务器通信采用内部数据通信协议（见附录1）。

4通信接口

采用TCP协议通信

数据传输过程压缩并加密

四、功能需求

1采集功能

时采集10路传感器信号，传感器包括振动传感器、加速度传感器、位移

传感器、音频传感器。

十路采集信号能同时采集，采集一帧（包括10路

数据）称为同一采集单号，采样长度最大不小于81920个数据，采集完一

帧数据，暂存在采集器的存储卡中。

采集器可暂存1个月内的数据，同时

采集器通过传输程序上传至服务器数据库中。

2有线传输功能：

上传采集器实时数据至服务器的数据库流程：

服务器读取采集器历史数据流程：

服务器读取采集器参数配置

服务器设置采集器参数配置流程：

3无线传输功能

4数据存储功能

传感器数据以文件方式保存，保存格式见数据文件存储协议（见附录

2）。

存储卡可拔出至另一台采集器中读出数据存储卡可相同版本采集

器兼容

5日志管理功能

主要负责记录系统的各种运行状态信息，包括系统的启停及各硬件的

初始化、数据上传、数据文件操作等，并将运行过程中的报警信息记录下

来。

日志格式

五、非功能需求

性能需求采集数据精确度为float类型采集器采集位数为24位安

全需求数据传输时采用加密及压缩处理

六、待确定问题清单

附录1：

内部数据交互通信协议

采用TCP协议，不用考虑发包次序，数据接收错误不应答，重发。

1上位机应每天校时一次

设置时间：

下行：

0x010x0100192012-01-1611:

25:

06

上行：

正确：

0x010x010000

错误：

0x010x11错误码（2字节）

读取时间：

0x010x020000

0x010x0200192012-01-1611:

0x010x12错误码（2字节）

2、命令

停止采集：

0x020x010000

0x020x11错误码（2字节）

重新采集：

0x020x020000

0x020x12错误码（2字节）

3、配置：

上位机可依次设置或读取各种配置参数，包括：

数据采样频率D：

单位秒，采集器隔D秒采集一帧数据

上传数据频率S：

单位秒，采集器隔S秒实时上传一帧数据，若S&

lt;

D，

则S=D

通道参数配置：

各个通道采集参数配置，长度固定。

设置：

0x030x01长度配置数据

0x030x010000

0x030x11错误码

读取：

0x030x020002配置类型（1字节）+通道号上行：

0x030x02长度配置数据

0x030x12错误码

0x010x000420

0x020x0004120

0x11长度通道参数

其中通道参数格式：

通道号（1字节）+ConfigID（2字节）+SensorType（20字节，不足以;

填充）+SensorXinghao（20字节,不足以;

填充）+SignalType（1字节）+传

感器参数（8字节）+Gain（4字节）+Freq（4字节）+Leng（4字节）

4、读取历史数据

读取某个时间段内通道的数据：

0x050x01长度参数

0x050x01长度数据

0x050x11错误码

通道号为0x00，表示读取所有通道数据

通道号为0x01至0x0A，表示读取某个通道数据

0x050x02长度参数

0x050x02长度数据

0x050x12错误码

其中，下行参数格式：

5无下行

0x090x01长度数据

6每隔1分钟，若无通信发生，则主动上传心跳包，并等待回应，连

续3次无回应，则重建链接。

0x0A0x010000

附录2文件存储协议

本文件存储协议包括文件存储路径协议及文件格式协议。

一、文件存储路径协议：

1.所有文件及文件夹存储到统一目录data下

2.data目录下的文件夹以每月为界限自动建立，每一年的每一个月建

立一个文件夹，文件夹名为年+月，例如：

2013年1月建立的文件夹为

201301。

3.每个月文件夹下建立每天的文件夹，文件夹名为日，例如：

201301

目录下，2013年1月1日建立文件夹为1。

4.每天的文件夹下为当天采集的所有数据文件。

二、文件格式协议：

1.每个采集单号的所有通道数据存储在同一个数据文件中，文件名即

为采样单号，也就是当前日期及时间，例如：

2013年1月30日12:

30:

30

采集的数据文件名称为20130130123030。

采样单号：

14个字节，字符串，根据日期与时间命名转速：

8个字

节，float型，单位KW风速：

8个字节，float型温度：

8个字节，float

型，单位摄氏度偏航：

1个字节，char型，取值范围为L：

左偏，R：

右

偏，N：

不偏。

偏航值：

8个字节，float型，偏航角度通道数：

1个字节，

int型，当前采集通道个数，最大支持10往下为每个通道的数据，根据通

道个数及每个通道的采样长度确定数据长度。

通道号：

1个字节，int型配

置号：

4个字节，int型，该通道采用的采集配置在服务器中的配置号configID

传感器类型：

20个字节，字符串传感器型号：

20个字节，字符串信号

类型：

1，int型，0振动1音频2转速3功率传感器参数：

8，float型，

根据此参数确定数值转换增益：

1，int型，最大为4采样频率：

8个字节，

float型采样长度：

4个字节，int型数据：

二进制，长度为采样长度*8