本实用新型涉及一种基于以太网的振动信号采集和传输系统，属于测绘技术领域。
背景技术：
目前，生产实践中存在着大量的机械振动现象，有的有助于人们的生产，有的则是非常有害的，机械振动信号信息承载着机械设备工作中所蕴含的大量有用的信息。在工业生产中必须对设备进行振动状态监测，以便深入了解机械工作的机理与特征，及时准确发现异常，提前预警。为了提高监控系统的准确性和实时性，设计了一种基于以太网的振动信号采集和传输系统，通过模拟信号采集模块采集到设备运行时所产生的声音信号，经过处理再通过以太网传输数据，提高了工业控制中的信号采集处理以及传输抗干扰能力，能够对设备振动数据进行快速精确的采集。
以前采用串口等传输方式来传输获取到的振动信息，具有传输量小，传输速度慢的缺点，现在采用以太网来传输振动数据，就可以实现大数据量的传输，以及快速的数据传输，相对于以往的传输方式，具有更大的优势。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于以太网的振动信号采集和传输系统，有效地解决了在工业生产中必须对设备进行振动状态监测，以便深入了解机械工作的机理与特征，及时准确发现异常，提前预警的问题，本实用新型利用了以太网来传输振动数据，在成本和技术上都具有比较好的优势，同时结构简单，操作方便，性能稳定。
本实用新型技术方案是：一种基于以太网的振动信号采集和传输系统，包括声发射传感器1、模拟信号采集模块2、A/D转换模块6、主控制器模块9和以太网传输模块10、LMD服务器13；
所述的声发射传感器1与模拟信号采集模块2输入端连接，模拟信号采集模块2的输出端与A/D转换模块6，A/D转换模块6与以太网传输模块10连接，模拟信号采集模块2输入端、A/D转换模块6均与主控制器模块9连接，主控制器模块9通过以太网接口电路11与LMD服务器13连接。
所述的模拟信号采集模块2包括信号放大器3、增益放大模块4、D/A转换器5，信号放大器3输入端与声发射传感器1连接，输出端与增益放大模块4的一个输入端连接，增益放大模块4的另一个输入端与D/A转换器5的输出端连接，D/A转换器5的输入端与主控制器模块9连接，增益放大模块4的输出端与A/D转换模块6连接。增益放大模块4的作用主要由增益放大电路组成，在本系统中，该模块分为前置放大电路和二级放大电路，第二级的增益可以由主控制器模块9进行调节。由于主控制器模块9提供的增益控制信号为数字信号，以AD603AR为增益可控的运算放大器需要的控制信号为模拟信号，所以需要加一个D/A转换器5。
所述的A/D转换模块6包括A/D驱动模块7和A/D转换器8，A/D驱动模块7的输入端与模拟信号采集模块2连接，输出端与A/D转换器8的一个输入端连接，A/D转换器8的另一个输入端与主控制器模块9连接，A/D转换器8的输出端与以太网传输模块10连接。A/D转换模块6主要由A/D转换芯片AD9225及其驱动电路组成，实现对信号数据的模数转化。AD9225芯片是拥有12位精度的高速模数转化芯片，具有低功耗、高性能、转换无失码和单电源供电等优势，并且输出的数据格式为二进制。
所述的以太网传输模块10包括以太网接口电路11和FIFO缓存区12，FIFO缓存区的一个输入端通过电平转换与A/D转换模块6连接，FIFO缓存区的输出端与主控制器模块9连接，以太网接口电路11的输入端与与主控制器模块9连接，输出端通过通过以太网接口电路11与LMD服务器13连接。
以太网传输模块10主要实现了对以太网适配器DM9000的控制，来完成数据的以太网通信。太网接口电路11模块是本环节设计的重点之一，由于DM9000的控制逻辑相对于A/D转换器8来说是相当复杂的，需要完成对DM9000的读写控制，并需要根据DM9000的状态来调整下一步的操作。该模块主要由读写控制单元及主控制器的主控单元构成。由于数据量较大，传输速度快的特点，所以A/D芯片处理完成后，主控制器芯片的处理能力还不能满足实时传输采样数据的要求，所以要加FIFO缓存区12模块。
所述的主控制器模块9采用STM32F103ZET6芯片，STM32103ZET6微处理器属于Cortex-M3系统架构的STM32系列，用于数据的处理、存储。控制模块电路还包括复位电路、启动选择电路、时钟电路和电压隔离电路等。STM32F103ZET6芯片对数据的处理和存储属于自动化领域常规技术手段的应用。
所述的模拟信号采集模块2内各个组成部分通过I2C总线连接。
所述的LMD服务器13内部集成有LMD振动信号分析算法的服务器，能够对采集获得的振动信号进行分析和处理，以便获取到振动信号的相关信息。
进一步地，所述的声发射传感器1采用PXR02传感器，所述声发射传感器1在安装时，只需将传感器吸附在机械设备上即可，易于安装，方便拆卸。根据故障调查报告，机械的故障信号出现在中频段的范围为1kHz~10kHz，所以选用声发射传感器PXR02，原因是该传感器谐振频率为20kHz，灵敏度大于70dB，且自带磁吸附装置等特点。
所述的声发射传感器1、D/A转换器5、A/D转换芯片8AD9225、运算放大器AD603AR、STM32F103ZET6芯片、以太网适配器DM9000均为市面上能买到的常用一些电子器件。
本实用新型的工作原理是：在微处理器STM32控制下，声发射传感器1来采集设备运行时产生的声音信号，经过模拟信号采集模块2中的信号放大器3，再经过增益放大模块4，得到的模拟信号再经过A/D转换模块6处理得到数字信号，再经过电平转换输入到FIFO缓存区12中，然后主控制器9模块通过PWM输出来给FIFO缓存区12提供时钟，以保证高速传输。最后在主控制器模块9控制下，最后经过以太网接口电路11传输到远端LMD服务器13上，下一步进行对于振动信号的分析。
本实用新型的有益效果是：
1、本系统将声发射传感器和单片机以及以太网接口结合起来，具有体积小、集成度高、结构简单、使用成本低等优点；
2、本实用新型既利用了传统的现场监控设备，又结合了已经完善的网络体系，将最新的网络技术和嵌入式技术结合在一起，在成本和技术上都具有比较好的优势，同时结构简单，操作方便，性能稳定；
3、可以很好地解决振动信号测量和传输中的一些缺点，实现对振动信息的准确、实时测量，这种方法具有一定的推广应用价值。
附图说明
图1是本实用新型连接示意图。
图中各标号：1-声发射传感器，2-模拟信号采集模块，3-信号放大器，4-增益放大模块，5-D/A转换器，6-A/D转换模块，7-A/D驱动模块， 8-A/D转换器，9-主控制器模块，10-太网传输模块，11-以太网接口电路、12-FIFO缓存区、13-LMD服务器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。
实施例1：如图1所示，一种基于以太网的振动信号采集和传输系统，包括声发射传感器1、模拟信号采集模块2、A/D转换模块6、主控制器模块9、以太网传输模块10、LMD服务器13；
所述的声发射传感器1与模拟信号采集模块2输入端连接，模拟信号采集模块2的输出端与A/D转换模块6，A/D转换模块6与以太网传输模块10连接，模拟信号采集模块2输入端、A/D转换模块6均与主控制器模块9连接，主控制器模块9通过以太网接口电路11与LMD服务器13连接。
实施例2：如图1所示，一种基于以太网的振动信号采集和传输系统，包括声发射传感器1、模拟信号采集模块2、A/D转换模块6、主控制器模块9、以太网传输模块10、LMD服务器13；
所述的声发射传感器1与模拟信号采集模块2输入端连接，模拟信号采集模块2的输出端与A/D转换模块6，A/D转换模块6与以太网传输模块10连接，模拟信号采集模块2输入端、A/D转换模块6均与主控制器模块9连接，主控制器模块9通过以太网接口电路11与LMD服务器13连接。
所述的模拟信号采集模块2包括信号放大器3、增益放大模块4、D/A转换器5，信号放大器3输入端与声发射传感器1连接，输出端与增益放大模块4的一个输入端连接，增益放大模块4的另一个输入端与D/A转换器5的输出端连接，D/A转换器5的输入端与主控制器模块9连接，增益放大模块4的输出端与A/D转换模块6连接。
所述的A/D转换模块6包括A/D驱动模块7和A/D转换器8，A/D驱动模块7的输入端与模拟信号采集模块2连接，输出端与A/D转换器8的一个输入端连接，A/D转换器8的另一个输入端与主控制器模块9连接，A/D转换器8的输出端与以太网传输模块10连接。
所述的以太网传输模块10包括以太网接口电路11和FIFO缓存区12，FIFO缓存区的一个输入端通过电平转换与A/D转换模块6连接，FIFO缓存区12的输出端与主控制器模块9连接，以太网接口电路11的输入端与与主控制器模块9连接，输出端通过通过以太网接口电路11与LMD服务器13连接。
实施例3：如图1所示，一种基于以太网的振动信号采集和传输系统，包括声发射传感器1、模拟信号采集模块2、A/D转换模块6、主控制器模块9、以太网传输模块10、LMD服务器13；
所述的声发射传感器1与模拟信号采集模块2输入端连接，模拟信号采集模块2的输出端与A/D转换模块6，A/D转换模块6与以太网传输模块10连接，模拟信号采集模块2输入端、A/D转换模块6均与主控制器模块9连接，主控制器模块9通过以太网接口电路11与LMD服务器13连接。
所述的模拟信号采集模块2包括信号放大器3、增益放大模块4、D/A转换器5，信号放大器3输入端与声发射传感器1连接，输出端与增益放大模块4的一个输入端连接，增益放大模块4的另一个输入端与D/A转换器5的输出端连接，D/A转换器5的输入端与主控制器模块9连接，增益放大模块4的输出端与A/D转换模块6连接。
所述的A/D转换模块6包括A/D驱动模块7和A/D转换器8，A/D驱动模块7的输入端与模拟信号采集模块2连接，输出端与A/D转换器8的一个输入端连接，A/D转换器8的另一个输入端与主控制器模块9连接，A/D转换器8的输出端与以太网传输模块10连接。
所述的以太网传输模块10包括以太网接口电路11和FIFO缓存区12，FIFO缓存区的一个输入端通过电平转换与A/D转换模块6连接，FIFO缓存区12的输出端与主控制器模块9连接，以太网接口电路11的输入端与与主控制器模块9连接，输出端通过通过以太网接口电路11与LMD服务器13连接。
所述的主控制器模块9采用STM32F103ZET6芯片。
所述的模拟信号采集模块2内各个组成部分通过I2C总线连接。
所述的LMD服务器13内部集成有LMD振动信号分析算法的服务器，能够对采集获得的振动信号进行分析和处理。
所述的声发射传感器1采用PXR02传感器。
上面结合附图对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。