1、風機設備故障監測與診斷系統 2.0采集器需求分析說明書版本： 1.0作者： XX日期： 2013-02-02文檔修改記錄:版本號修改者修改記錄日期1.0XX文檔創建2013-2-2引言1 目的采集器 2.0 版是在原有版本的基礎上進行的一次徹底的升級，主要包括：1、原有采集器是單片機方式， 需要額外的工控機支持， 本版采集器采用 ARM9 內核， 安裝 Linux 操作系統及自主開發的采集、傳輸程序，不需工控機支持。2、原有采集器支持 8個通道，新版采集器支持 10 個通道。3、原有采集器的采樣頻率較高，新版采集器采樣頻率選擇范圍較大，既能支持低頻 信號，也能支持高頻信號。2 文檔約定采集器

2、2.0 版包括硬件及軟件兩部分，本文檔只包含軟件部分需求說明書。二、系統概述采集器 2.0 版的軟件部分包括有：采集程序、存儲程序、有線傳輸程序、無線傳輸程序 及日志管理程序。1 任務背景采集器 2.0版是 1.0 版本的升級版，將采集、存儲、傳輸程序客戶端合為一體，升級為 嵌入式系統，同時在報警功能做出了改進。2 產品功能信號采集、有線傳輸、無線傳輸、數據存儲及日志管理等。信號采集功能采集功能通過采集器和采集程序實現。采集器安裝到風機現場，能同時采集 10 路傳感 器信號，傳感器包括速度傳感器、加速度傳感器、位移傳感器、轉速傳感器、音頻傳感器。 十路采集信號能同時采集，采集一幀（包括 10

3、路數據）稱為同一采集單號，采樣長度最大 不小于 81920個數據， 采集完一幀數據， 暫存在采集器的存儲卡中。 采集器可暫存 1個月內 的數據，同時采集器通過傳輸程序上傳至服務器數據庫中。有線傳輸功能：上傳采集器實時數據至服務器的數據庫服務器讀取采集器歷史數據服務器讀取采集器參數配置服務器設置采集器參數配置無線傳輸功能暫時與有線傳輸功能相同數據存儲采集器可暫存 1 年內的歷史數據至存儲卡中 存儲卡可拔出至另一臺采集器中讀出數據日志管理可動態跟蹤程序運行狀態可記錄重要歷史運行狀態 可上傳日志至遠程監控服務器3 用戶特點安裝環境惡劣通信條件不能確定不能實時現場維護4 運行環境硬件平臺采集器：ARM

4、9200T (ARM9 )，三星 S3C2440，主頻 400MHz , 128M RAM , RS232 串口， DM9000 網絡芯片， SD 卡，電源控制、 FPGA 控制器。網絡設備：路由器 1 臺， GPRS 模塊 1 臺。存儲設備： 32G SD 卡線纜：信號線、網線、電源傳感器：聲音傳感器、振動傳感器 (速度、加速度、位移) 、轉速傳感器。支持軟件操作系統： Linux 通信環境 通信環境不能確定三、外部接口需求1 用戶界面采集器顯示器只提供狀態顯示功能。2 硬件接口10 路模擬信號傳感器接口 以太網接口3 軟件接口與服務器通信采用內部數據通信協議（見附錄1）。4 通信接口采用

5、TCP 協議通信 數據傳輸過程壓縮并加密四、功能需求1 采集功能采集功能通過采集器和采集程序實現。采集器安裝到風機現場，能同時采集 10 路傳感 器信號，傳感器包括振動傳感器、加速度傳感器、位移傳感器、音頻傳感器。十路采集信號 能同時采集，采集一幀（包括 10 路數據）稱為同一采集單號，采樣長度最大不小于 81920 個數據，采集完一幀數據，暫存在采集器的存儲卡中。采集器可暫存 1 個月內的數據， 同時 采集器通過傳輸程序上傳至服務器數據庫中。2有線傳輸功能：上傳采集器實時數據至服務器的數據庫流程:服務器讀取采集器歷史數據流程:服務器讀取采集器參數配置收到服務器下發讀取參數配置命令服務器設置采

6、集器參數配置流程:3無線傳輸功能暫時與有線傳輸功能相同4數據存儲功能采集器可暫存1年內的歷史數據至存儲卡中傳感器數據以文件方式保存，保存格式見數據文件存儲協議（見附錄2）。存儲卡可拔出至另一臺采集器中讀出數據存儲卡可相同版本采集器兼容5日志管理功能主要負責記錄系統的各種運行狀態信息，包括系統的啟停及各硬件的初始 化、數據上傳、數據文件操作等，并將運行過程中的報警信息記錄下來。日志格式五、非功能需求性能需求采集數據精確度為float類型采集器采集位數為24位 安全需求數據傳輸時采用加密及壓縮處理六、待確定冋題清單附錄1:內部數據交互通信協議采用TCP協議，不用考慮發包次序，數據接收錯誤不應答，重

7、發 通信格式：指令碼（1字操作類型（1字節）參數長度（2字參數節）節）1、校時:上位機應每天校時一次設置時間：下行：0x010x010019 2012-01-16 11:25:06上行：正確：0x010x010000錯誤：0x010x11錯誤碼（2字節）讀取時間：下行：0x010x020000上行：正確：0x010x020x120019 2012-01-16 11:25:06錯誤碼（2字節）錯誤：0x012、命令停止采集:下行:上行：0x020x010000正確：0x020x010000錯誤：0x02 0x11 錯誤碼（2字節）重新采集：下行：0x02 0x020000上行：正確：0x020x

8、020000錯誤：0x02 0x12 錯誤碼（2字節）3、配置：上位機可依次設置或讀取各種配置參數，包括：數據采樣頻率D:單位秒，采集器隔D秒采集一幀數據上傳數據頻率S:單位秒，采集器隔S秒實時上傳一幀數據，若S<D， 則S=D通道參數配置：各個通道采集參數配置，長度固定。設置：下行：0x03 0x01長度配置數據上行：正確：0x03 0x010000錯誤：0x03 0x11 錯誤碼讀取：下行：0x03 0x02 0002配置類型（1字節）+通道號上行：正確：0x03 0x02長度配置數據 錯誤：0x03 0x12 錯誤碼其中，配置數據格式：配置類型（1字節）長度（2字節）數據數據采樣頻

9、率D :0x010x0004 20上傳數據頻率S：0x02 0x0004120通道參數配置：0x11長度通道參數其中通道參數格式：通道號（1字節）+ ConfigID （ 2字節）+ SensorType（20字節，不足 以;填充）+ SensorXinghao（20 字節,不足以;填充）+ SignalType（ 1 字 節）+傳感器參數（8字節）+ Gain（ 4字節）+ Freq （4字節）+ Leng （4字節）4、讀取歷史數據讀取某個時間段內通道的數據：下行：0x050x01 長度參數上行：正確：0x05 0x01 長度數據錯誤：0x05 0x11 錯誤碼其中，下行參數格式：通道號（

10、1字節）開始時間（19字節）結束時間（19字節）時間格式：2012-01-16 11:25:06通道號為0x00,表示讀取所有通道數據通道號為0x01至0x0A，表示讀取某個通道數據 上行數據格式：數據條數當前條 數通道號（1字節）數據長度（4字 節）數據讀取某個時間段內未上傳數據：下行：0x050x02長度參數上行：正確：0x05 0x02長度數據錯誤：0x05 0x12 錯誤碼其中，下行參數格式：2012-01-16 11:25:06;2012-01-16 12:25:06通道號（1字節）開始時間（19字節）結束時間（19字節）通道號為0x00,表示讀取所有通道數據通道號為0x01至0x0

11、A，表示讀取某個通道數據 上行數據格式：數據條數當前條 數通道號（1字節）數據長度（4字 節）數據5、實時上傳數據：無返回應答，若上傳失敗，需要上位機主動讀取歷史數據 無下行上行：0x09 0x01 長度數據上行數據格式：通道號（1字節）數據長度（4字節）數據6心跳每隔1分鐘，若無通信發生，則主動上傳心跳包，并等待回應，連續3次無回應，則重建鏈接。上行：0x0A 0x010000下行：0x0A 0x010000附錄2 文件存儲協議本文件存儲協議包括文件存儲路徑協議及文件格式協議。一、文件存儲路徑協議：1. 所有文件及文件夾存儲到統一目錄data下2. data目錄下的文件夾以每月為界限自動建立

12、，每一年的每一個月建立一個文件夾，文件夾名為年+月，例如：2013年1月建立的文件夾為 201301。3. 每個月文件夾下建立每天的文件夾，文件夾名為日，例如：201301目錄下，2013年1月1日建立文件夾為1。4. 每天的文件夾下為當天采集的所有數據文件。二、文件格式協議：1.每個采集單號的所有通道數據存儲在同一個數據文件中，文件名即為采樣單號，也就是轉速 風速 溫度 偏航當前日期及時間，例如： 2013年1月30日12:30:30采集的數據文件名稱為20130130123030。2.每個文件格式為:數據總長度（4個字節）采樣單號轉速風速溫度偏航偏航值通道數:通道號配置號傳感器類型傳感器型號信號類型傳感器參數增益采樣頻率采樣長度數據數據總長度：4個字節，int類型，整個數據文件的總長度 采樣單號：14個字節，字符串，根據日期與時間命名8個字節，float型，單位 KW8個字節，float型8個字節，float型，單位攝氏度R:右偏，N :不偏。1個字節，char型，取值范圍為L :左偏,偏航值：8個字節，float型，偏航角度通道數：1個字節，int型，當前采集通道個數，最大支持10往下為每個通道的數據，根據通道個數及每個通道的采樣長度確定數據長度