李凯如，焦新泉，陈建军

（1.中北大学电子测试技术国家重点实验室，山西太原 030051；2.中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西太原 030051）

在旋转机械设备运作时，会对滚动轴承的振动、载荷和噪声等指标进行监测[1-3]，其中振动信号是较为重要的监测项目。振动信号由于采样率高会在短时间内产生大量的数据，导致无线传感网络终端的数据接收压力增大，而目前已有的无线数据接收系统在高频振动环境下的接收速率慢并且具有较高的耗能。

针对上述问题，该文基于无线传感网络[4-5]，设计了一种针对滚动轴承振动数据的接收系统，在满足高速数据接收的同时还具有低功耗特性。

1 系统设计

整个无线传感网络由振动传感器节点、无线数据接收器和上位机构成，系统架构如图1 所示。其中，传感器节点负责滚动轴承振动数据的采集；无线数据接收器负责接收传感器端发送的数据包并通过以太网将数据上传至上位机；上位机负责将振动数据进行处理并绘图[6-7]。

图1 整体系统工作流程

无线数据接收系统由4 路无线通信模块、微处理器、供电单元和以太网模块组成，如图2所示。无线通信模块由射频芯片和天线构成，能够实现数据收发功能；微处理模块是接收装置的核心，主要承载整个无线传感网络的时钟同步系统搭建、数据处理、全网的指令通信与维护等功能；供电单元为微处理器和射频芯片提供稳定的3.3 V工作电压；上位机与接收装置之间则是通过以太网模块实现数据传输与指令交互。……