基于无线数据传输的智能电机监测系统设计*

黄宇新 裴成梅 吴春儒 胡安正

(湖北文理学院物理与电子工程学院 湖北 襄阳 441053)

1 系统总体设计

在电机的工作过程中，该装置利用传感器对电机重要组件的工况信息(如振动、温度、湿度)进行采集，由STM32F103C8T6单片机对采集的信息进行处理，并显示在OLED显示屏上.将数据与预设的阈值进行比对后，若发现数据异常，声光报警电路将会及时报警并将信息通过GPRS模块发送给服务器，最终显示在用户终端上.系统结构框图如图1所示.

图1 系统结构框图

2 硬件电路设计

2.1 主控部分

系统主控部分包含STM32最小系统电路、传感器采集电路、EEPROM存储电路等.最小系统电路是用尽可能少的元件组成的STM32单片机可以工作的系统电路；传感器采集电路包含振动、温度、湿度3种数据的采集传感器；EEPROM存储电路用于存储系统运行的状态、系统管理的电机编号和用于报警比对的参数阈值.

2.2 相对湿度采集部分

将湿敏传感器HS1101LF接到NE555电路构成多谐振荡器，单片机通过测量输出矩形波的频率得到湿敏传感器输出电容值，测量电路如图2所示.输出频率与传感器的输出电容关系为

图2 相对湿度测量电路

HS1101LF输出电容与相对湿度的关系式为

RH(%)=-3.465 6×103X3+1.073 2×

104X2-1.045 7×104X+3.245 9×103

2.3 温度采集部分

对电机重要组件的温度测量采用的是负温度系数热敏电阻(简称NTC)，它具有电阻值随温度升高而降低的特性.NTC热敏电阻具有成本低、体积小、安装方便、测温灵敏等特点，使其在工程应用中得到广泛推广[2].热敏电阻可以感知电机组件的温度……