试述无线网络基于无线网络双通道信号处理模块开发

摘要：目前在我国经济发展的过程中，无线网络的双通道型号处理技术应用得十分的广泛，使其机械设备的制造和维护逐渐的向着多功能、自动化、高效化的方向发展。而且船舶制造和维修工作中，船舶主机设备的轴功率在其中有着十分重要的作用，它运行情况的好坏直接关系到整个船舶设备系统的正常运行。本文首先对模块的基本开发思路进行分析，阐述了无线网络信号传输的相关内容，以供相关人士参考。
关键词：无线网络；双通道信号处理；模块；轴功率
在社会经济和科学技术的发展过程中，人们为了实现机械设备的自动化、高效化的发展，就将要无线网络的双通道型号处理技术应用到其中。而在船舶主机制造和维护工程中，船舶系统的轴功率作为主要的性能参数，人们可以利用相应的简称方法来对船舶系统各方面的匹配情况进行分析，从而保障船舶动力系统的正常运行。但是，由于传统的轴功率测量技术，在实际应用的过程中存在着一定的局限性，使其检测数据有着一定的误差，这就对船舶动力系统的正常运作有着一定的影响，因此为了提高轴功率检测数据的准确性，人们也就将双通道无线传输技术应用到其中，并且在无线网络的基础之上，对其进行相应的处理。

1 模块的基本开发思路

目前，人们在对双通道信号处理模块开发的过程中，其包含的主要内容有双通道信号收集、信号转换以及计算机喜用外核信号分析处理等方面。其中在对双通道信号处理的过程中，人们首先是通过信号采集系统将动力系统的转速、扭矩进行测量，对其相关的测量信息数据进行收集处理。再利用信号转换系统将所获得的模拟信号转化为数字信号，并且在无线网络的作用下，将转化的数字信号通过计算机软件系统，对其信息数据的相关内容进行处理，从而为人们提供相应的数字测量信息数据。

1.1 双通道信号采集部分工作原理及设计

所谓的双通道信采集也就是利用两个不同的通道，分别对扭矩和转速这两个方面的内容进行测量，收集到相关的信息数据，从而对机械设备的轴功率进行准确的计算，以确保机械系统的正常运行。

1.1 扭矩的测量

在对扭矩进行测量的过程中，技术人员主要是采用应变片试扭矩传感器来对其进行处理。它主要是将应变片贴在测量物体的表面，当物体在应力的作用下，应变片中的电阻值就会出现变化，我们就通过对电阻值和应力变化，来对扭矩进行计算。而该技术的测量特点主要体现在以下几个方面：第一，在对设备的扭矩进行测量的过程中，该测量方法有着良好的温度补偿功能，使其在测量过程中不会影响机械设备的正常运行；第

二、在测量过程中该方法不会受到弯曲以及轴向应力的影响。

而在对船舶主机的扭矩进行材料的过程中，由于船舶的主机轴是始终不变的，我们只需要对船舶主机的最大剪切应变力的测量，就可以通过相关的计算公式，轻松的求出扭矩。
利用应变片将剪切应变转变为电信号，经放大后器以及V/F转换将电信号转换成数字信号。根据材力学的原理，受到纯扭矩的轴，它的表面主应力的方向与轴线成±45°角，主应力的绝对值就是最大剪应力的值。所以沿扭力轴的轴向±45°方向分别粘贴4个应变片，组成全桥电路的四个桥臂，用以感受同向的最大正应变。
当轴在扭矩作用下发生变形时，贴在船舶轴上的电阻应变片容易产生变形， 从而改变电阻值，其变化大小与贴片处轴的平均应变成正比。电阻应变仪可以将被测试构件因荷载作用引起的应变量转换为电阻变化率，通过电桥可以将应变片转换来的电阻变化率再转换为电压变化。

1.2 转速的测量

本通道采用霍尔开关传感器对船舶主机速度进行测量和无线传输技术。测量船舶主机转速就是要将转速表示为脉冲信号，进行脉冲计数。霍尔器开关传感器具有体积较小小、结构牢固、重量较轻以及便于安装等特点，因而采用此传感器对信号进行检测，
在船舶主机飞轮同一截面的圆周面上均匀固定M块永久磁铁，在飞轮旁放上霍尔开关传感器。当飞轮转动，永久磁铁靠近霍尔传感器时，霍尔元件就会受到磁铁所产生的磁场影响而产生一个脉冲信号。该信号经放大器放大后驱动半导体三极管，使之完成导通、截止。

1.2 轴功率的计算

在船舶动力系统中，船体、主机、螺旋桨三者处在一系统中，组成一个整体。当船舶柴油机带动螺旋桨工作时，无论柴油机与螺旋桨怎样连接，总要使得能量保持平衡。在稳定运转条件下，若不计传动损失，主机的发出功率Pe对和转矩Me等于螺旋桨的吸收功率Pp和转矩Mp。

2 转速和扭矩信号无线传输设计

在使用无线信号之前，我们首先对两个发射器进行简单的设置，把检测转矩的无线信号发射器的名字设置成转矩，把另一个无线信号发射器的名字设置成转速，我们利用心跳软件可以分时，检测两个发射器的信号，设置的间隔为20 ms。
采用无线信号发射器YCF

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100-02和无线网卡USB接收器，在使用无线信号之前，我们首先对两个发射器进行简单的设置，把检测转矩的无线信号发射器的名字设置成转矩，把另一个无线信号发射器的名字设置成转速，我们利用心跳软件可以分时，检测两个发射器的信号，设置的间隔为20 ms。转矩和转速先通过检测装置，检测到转矩和转速的信号，然后采用A/D转换器，转换成数字信号，通过无线信号发射器YCF100-02发送出去，然后无线网卡USB接收器接收信号，并通过虚拟示波器显示在电脑。
无线信号发射器YCF100-02核心电路采用RF12射频收发芯片，提供一个SPI接口，实现由MCU通过软件去设置各种射频参数和其它辅助功能。在无需外加功放电路的情况下，可使其通讯距离达到100 m以上。信号发射器YCF100-02具有小功耗，小体积、标准排针式接口、发射距离100 m以上等特点。

3 显示装置与网络控制

无线网卡USB接收器将接收到的转速信号和扭矩信号输入电脑，显示在虚仪示波器上；通过VB编程技术将转速和扭矩计算为轴功率并在虚拟示波器上显示。虚仪示波器 3.0具有强大功能的基于个人电脑的虚拟的仪器，具有特殊的专门适用于采集声卡信号的算法，能对连续的输入信号进行监视，当输入的信号达到触发条件后，才采集一幀数据。因此本仪器能达到50帧/s的速度刷新屏幕，因此实现了实时信号采集和显示。本虚仪示波器发挥了以电脑显示屏作为显示介质的特点，并且支持显示图形的滚动和放大的功能，而且还能够将绝大部分的屏幕用来显示，因此便于深入研究显示的信号。
网络控制系统的主要优点为网络布线方便，连接线数大大减少，易于扩展，成本低，设备即插即用，故障检修和维护方便，抗干扰性强，数据传输可靠性高，数据可交换性强，能实现资源的共享等，
采用了无线网络的控制，不仅可以减少布线，更适合在船舶等结构复杂的设备中的应用，船舶结构复杂布线比较困难，有的地方是封闭的，不容易加导线进去，如果强加导线进去会影响机械设备的机械特性。
4 结论
总而言之，无线完了双通道信号处理模块的开发，不仅可以对机械设备的转速和扭矩进行准确的技术测量，还能实现了轴功率测量的自动化、高效化，极大的节省了投资成本，为我国现代化经济发展提供了前提条件。
参考文献
陈得民.无线扭矩-转速传感器在传动轴测试中的应用[J]. 传感器世界. 2012（03）
夏祁寒.应变片测试原理及在实际工程中的应用[J]. 山西建筑. 2008（28）