系统架构

1. 数据采集

该模块是数据获取的基础，通过多种专用传感器实现电机多维度参数采集，涵盖 8 路温度传感器、气敏传感器模块、DHT11 数字温湿度传感器、霍尔转速传感器以及 GH-ZS-BZ_485_05 声音传感器。可采集三相绕组、轴承表面、进出风口等部位的温度，电机附近的噪声、环境温湿度、可燃气体浓度以及电机主轴的转速等关键参数，各参数均有明确的监测范围和精度标准，如温度测量范围为 - 15℃~180℃，精度可达 ±1℃，转速测量范围≤2000r/min，精度为 ±5r/min。

1. 下位机

选用 STM32F103ZET6 芯片作为下位机核心，该芯片基于 ARM Cortex-M3 架构，CPU 工作频率达 72MHz，配备 512KB Flash、64KB 数据存储器及丰富的外设接口，能满足复杂监测场景的需求。下位机通过调理电路对传感器采集的模拟信号进行转换，采用 DMA 中断方式实现 8 路模拟温度信号的实时采集，再通过定时器、计数器等外设处理转速、噪声等数据。同时，设计特殊数据包格式，以字符 “T” 为帧头，经异或校验后，通过 RS - 232 通信串口将数据传输至上位机，有效避免数据丢包和误码。

1. 上位机（LabVIE0W应用）

上位机是系统的操作与展示核心，全程基于 LabVIEW 图形化编程软件开发，凭借其强大的函数库和友好的可视化界面，大幅降低了系统开发周期，在工控领域展现出显著优势，实现了数据读取处理、显示、存储、查询及报警等全方位功能。

LabVIEW功能实现

1. 数据读取与校验

通过调用 LabVIEW 的 VISA 配置函数，设定串口波特率、奇偶校验位等参数，确保与下位机串口通信匹配。VISA 读取函数每次读取固定字节数据，经扫描字符串函数转换后，校验帧头是否为 “T”，再通过异或校验对比数据一致性。若校验通过则完成数据读取，若失败则清空串口缓冲区重新接收，保障数据准确性。

1. 数据显示与报警

将采集的温度、噪声、转速等 6 类参数分组处理，转换为无符号双字节整型数据，其中温度 ADC 值通过公式节点转化为实际温度值。借助 LabVIEW 的波形图表控件，在两个波形显示界面实现 13 路参数的实时波形展示。同时，设置参数上限报警阈值，当监测数据超出阈值时，系统自动触发故障报警，配合布尔指示灯直观呈现系统运行状态。

1. 数据自动存储

LabVIEW 开发的数据保存子 VI 可根据日期自动创建 Excel 数据库，保存路径与监测软件可执行文件同级。数据库文件按 “历史数据年月日.xls” 命名，如 “历史数据 20190329.xls”，将 13 路监测数据与 “时分秒” 格式的时间信息组成一维数组，实时存入数据库，为后续数据分析留存完整数据。

1. 历史数据查询

历史数据查询子 VI 支持按日期和时间段查询，用户输入 “年月日” 格式的查询日期或 “时分秒” 格式的起止时间，通过 LabVIEW 的路径函数、数组索引、电子表格读取等控件，快速调取对应时段的历史数据，为电机故障诊断和损耗研究提供数据支撑。

1. 一体化监测界面

通过 LabVIEW 的选项卡控件，将主界面、波形显示界面 1、波形显示界面 2 和历史数据查询界面集成一体，方便用户快速切换操作。主界面可配置串口资源，实时显示 12 路监测数据；设置界面支持调整 13 路参数报警阈值，还能对 8 路温度数据进行非线性补偿，适配不同监测场景需求。