旋轉體無線信號傳輸裝置的製作方法

2023-08-05 13:47:41

專利名稱：旋轉體無線信號傳輸裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種旋轉體無線信號傳輸裝置。
背景技術：
現有旋轉體無線信號傳 輸技術大多是通過電磁耦合方式進行數據傳輸，缺點是通信距離近，且通信通道較少，大多為單通道並且採樣頻率不高，不具備可視化的測量數據波形實時顯示的功能。

發明內容
本發明的目的是為了解決目前的無線信號測量通信距離短，通信通道數少，單通道採樣頻率低且不具備可視化的測量數據波形實時顯示的問題，本發明提供一種旋轉體無線信號傳輸裝置。本發明的旋轉體無線信號傳輸裝置，它包括發射系統和接收系統，所述發射系統包括N個模數變換器、FPGA控制模塊和發射模塊，每個模數變換器的模擬信號輸入端為發射系統的一個信號輸入端，N個模數變換器的數位訊號輸出端分別與FPGA控制模塊的N路數位訊號輸入端連接，FPGA控制模塊的信號輸出端與發射模塊的信號輸入端的連接，發射模塊輸出的數據信號通過發射天線發射，N為正整數；所述接收系統包括接收模塊和FPGA數據處理模塊、數據採集卡和計算機，接收模塊通過接收天線接收發射天線發射的數據信號，接收模塊的數據信號輸出端與FPGA數據處理模塊的數據信號輸入端連接，FPGA數據處理模塊的時鐘信號輸出端與數據採集卡的時鐘信號輸入端連接，FPGA數據處理模塊的配置控制信號輸出端與接收模塊的配置控制信號輸入端連接；FPGA數據處理模塊的數據處理信號輸出端與數據採集卡的的數據處理信號輸入端連接；數據採集卡的信號輸出端與計算機的信號輸入端連接；所述FPGA控制模塊用於採用中斷方式，將輸入的N路數位訊號進行編碼和組幀，並將編碼和組幀後的數據信號發送給發射模塊；所述FPGA數據處理模塊，用於在接收到接收模塊發來的數據信號時，發送數據時鐘配置給控制接收模塊；還用於對接收模塊發來的數據信號進行的解碼和組幀，同時，向數據採集卡發送時鐘控制信號；還用於將解碼和組幀後的數據信號發送給數據採集卡。旋轉體無線信號傳輸裝置，所述N為10。本發明的優點在於本發明所述的旋轉體無線信號傳輸裝置在室內環境下距離不小於10米仍能夠可靠進行數據發送和接收，最大通訊距離達到50米。單通道採樣頻率達IOkHz,數據採集通道達到10個；發送/接收數據速率可達8Mbps ;信號再現精度0. 1%。旋轉體無線信號傳輸裝置在旋轉體試驗中可以提供應力、溫度、壓力、扭矩等物理參數的動態測試。並可以應用在驅動軸、傳動軸、變速箱軸等多種旋轉體扭矩、溫度、載荷、力等多種參數的動態測試，具有很實用的應用價值。


圖I為本發明所述的旋轉體無線信號傳輸裝置的發射系統的電氣連接示意圖。圖2為本發明所述的旋轉體無線信號傳輸裝置的接收系統的電氣連接示意圖。圖3為本發明所述的旋轉體無線信號傳輸裝置的發射系統支架的結構示意圖。圖4為本發明所述的旋轉體無線信號傳輸裝置的圓環支架的結構示意圖。圖5為本發明所述的旋轉體無線信號傳輸裝置應用在齒輪應力遙測試驗中，齒輪應力遙測測量數據實時的波形圖。橫坐標00:00:53. 025表示時間為53. 025微秒；縱坐標 幅度的單位為μ ε。
具體實施例方式具體實施方式
一結合圖I和圖2說明本實施方式，本實施方式所述的旋轉體無線信號傳輸裝置，它包括發射系統和接收系統，所述發射系統包括N個模數變換器1、FPGA控制模塊2和發射模塊3，每個模數變換器I的模擬信號輸入端為發射系統的一個信號輸入端，N個模數變換器I的數位訊號輸出端分別與FPGA控制模塊2的N路數位訊號輸入端連接，FPGA控制模塊2的信號輸出端與發射模塊3的信號輸入端的連接，發射模塊3輸出的數據信號通過發射天線發射，N為正整數；所述接收系統包括接收模塊4和FPGA數據處理模塊5、數據採集卡6和計算機7，接收模塊4通過接收天線接收發射天線4發射的數據信號，接收模塊4的數據信號輸出端與FPGA數據處理模塊5的數據信號輸入端連接，FPGA數據處理模塊5的時鐘信號輸出端與數據採集卡6的時鐘信號輸入端連接，FPGA數據處理模塊5的配置控制信號輸出端與接收模塊的配置控制信號輸入端連接；FPGA數據處理模塊5的數據處理信號輸出端與數據採集卡6的的數據處理信號輸入端連接；數據採集卡6的信號輸出端與計算機7的信號輸入端連接;所述FPGA控制模塊用於採用中斷方式，將輸入的N路數位訊號進行編碼和組幀，並將編碼和組幀後的數據信號發送給發射模塊3 ；所述FPGA數據處理模塊5，用於在接收到接收模塊發來的數據信號時，發送數據時鐘配置給控制接收模塊4 ;還用於對接收模塊4發來的數據信號進行的解碼和組幀，同時，向數據採集卡6發送時鐘控制信號；還用於將解碼和組幀後的數據信號發送給數據採集卡6。數據採集卡6將接收到的數據發送到計算機7進行顯示。模數變換器的英文縮寫為ADC (Analog to Digital Converter)；本實施方式的FPGA數據處理模塊5選擇的編碼方式為曼斯特編碼，以提高通信的可靠性，另一作用是接收系統實現bit同步。
具體實施方式
二 結合圖3和圖4說明本實施方式，本實施方式所述的是對具體實施方式
一所述的旋轉體無線信號傳輸裝置的進一步說明，它還包括發射系統支架，所述發射系統支架包括三個圓環支架和多個支撐杆，所述多個支撐杆豎直放置形成支撐架，三個圓環支架沿垂直方向分布均固定在所述支撐架上，其中，第一圓環支架和第二圓環支架分別設置在所述支撐架的兩端，第三圓環支架設置在第一圓環支架和第二圓環支架之間，發射系統設置在發射系統支架的內部。
發射系統安裝在發射系統支架上後，將帶著發射系統的發射系統支架放入旋轉軸內。
具體實施方式
三本實施方式是對具體實施方式
一所述的 旋轉體無線信號傳輸裝置的進一步說明，所述N為10。單通道採樣頻率達IOkHz，數據採集通道達到10個。本發明在齒輪應力遙測試驗中得到應用，力的實時測量數據實時顯示如圖5所示。如果採用更多通道測量跟多數據，發射系統的通道可以根據需要增加，再修改FPGA的程序。
權利要求
1.旋轉體無線信號傳輸裝置，其特徵在於，它包括發射系統和接收系統， 所述發射系統包括N個模數變換器(I)、FPGA控制模塊(2)和發射模塊(3)，每個模數變換器(I)的模擬信號輸入端為發射系統的一個信號輸入端，N個模數變換器(I)的數位訊號輸出端分別與FPGA控制模塊(2)的N路數位訊號輸入端連接，FPGA控制模塊(2)的信號輸出端與發射模塊(3)的信號輸入端的連接，發射模塊(3)輸出的數據信號通過發射天線發射，N為正整數； 所述接收系統包括接收模塊(4)和FPGA數據處理模塊(5)、數據採集卡(6)和計算機(7)，接收模塊(4)通過接收天線接收發射天線4發射的數據信號，接收模塊(4)的數據信號輸出端與FPGA數據處理模塊(5)的數據信號輸入端連接，FPGA數據處理模塊(5)的時鐘信號輸出端與數據採集卡(6)的時鐘信號輸入端連接，FPGA數據處理模塊(5)的配置控制信號輸出端與接收模塊(4)的配置控制信號輸入端連接；FPGA數據處理模塊(5)的數據處理信號輸出端與數據採集卡(6)的的數據處理信號輸入端連接；數據採集卡(6)的信號輸出端與計算機(7)的信號輸入端連接； 所述FPGA控制模塊(2)用於採用中斷方式，將輸入的N路數位訊號進行編碼和組幀，並將編碼和組幀後的數據信號發送給發射模塊(3)； 所述FPGA數據處理模塊(5 )，用於在接收到接收模塊(4 )發來的數據信號時，發送數據時鐘配置給控制接收模塊(4);還用於對接收模塊(4)發來的數據信號進行的解碼和組幀，同時，向數據採集卡(6)發送時鐘控制信號；還用於將解碼和組幀後的數據信號發送給數據採集卡(6)。
2.根據權利要求I所述的旋轉體無線信號傳輸裝置，其特徵在於，它還包括發射系統支架，所述發射系統支架包括三個圓環支架和多個支撐杆，所述多個支撐杆豎直放置形成支撐架，三個圓環支架沿垂直方向分布均固定在所述支撐架上，其中，第一圓環支架和第二圓環支架分別設置在所述支撐架的兩端，第三圓環支架設置在第一圓環支架和第二圓環支架之間，發射系統設置在發射系統支架的內部。
3.根據權利要求I所述的旋轉體無線信號傳輸裝置，其特徵在於，所述N為10。
全文摘要
旋轉體無線信號傳輸裝置，涉及一種無線信號傳輸裝置。為了解決目前無線信號測量通信距離短，通信通道數少，單通道採樣頻率低且不具備可視化的測量數據波形實時顯示的問題。它的發射系統每個模數變換器的模擬信號輸入端為發射系統的一個信號輸入端，N個模數變換器的數位訊號輸出端分別與FPGA控制模塊的N路數位訊號輸入端連接，FPGA控制模塊的信號輸出端與發射模塊的信號輸入端的連接，發射模塊輸出的數據信號通過發射天線發射；它的接收系統接收模塊通過接收天線接收發射天線發射的數據信號，通過FPGA數據處理模塊對接收模塊和數據採集卡的控制，FPGA數據處理模塊經過數據採集卡將信號發送給計算機。用於無線通信領域。
文檔編號H04B1/38GK102904597SQ201210294960
公開日2013年1月30日 申請日期2012年8月17日 優先權日2012年8月17日
發明者李驚東, 宋大維, 鄒璇, 劉琦, 蒼曉羽 申請人:中國船舶重工集團公司第七 三研究所