风机设备故障监测与诊断系统2.0 采集器需求分析说明书
版本：1.0
作者：XX
日期：2013-02-02
文档修改记录：
一、引言
1目的
采集器2.0版是在原有版本的基础上进行的一次彻底的升级，主要包括：
1、原有采集器是单片机方式，需要额外的工控机支持，本版采集器采用ARM9内核，
安装Linux操作系统及自主开发的采集、传输程序，不需工控机支持。
2、原有采集器支持8个通道，新版采集器支持10个通道。
3、原有采集器的采样频率较高，新版采集器采样频率选择范围较大，既能支持低频
信号，也能支持高频信号。
2文档约定
采集器2.0版包括硬件及软件两部分，本文档只包含软件部分需求说明书。
二、系统概述
采集器2.0版的软件部分包括有：采集程序、存储程序、有线传输程序、无线传输程序及日志管理程序。
1任务背景
采集器2.0版是1.0版本的升级版，将采集、存储、传输程序客户端合为一体，升级为嵌入式系统，同时在报警功能做出了改进。
2产品功能
信号采集、有线传输、无线传输、数据存储及日志管理等。
信号采集功能
采集功能通过采集器和采集程序实现。
采集器安装到风机现场，能同时采集10路传感器信号，传感器包括速度传感器、加速度传感器、位移传感器、转速传感器、音频传感器。
十路采集信号能同时采集，采集一帧（包括10路数据）称为同一采集单号，采样长度最大不小于81920个数据，采集完一帧数据，暂存在采集器的存储卡中。
采集器可暂存1个月内的数据，同时采集器通过传输程序上传至服务器数据库中。
有线传输功能：
●上传采集器实时数据至服务器的数据库
●服务器读取采集器历史数据
●服务器读取采集器参数配置
●服务器设置采集器参数配置
无线传输功能
●暂时与有线传输功能相同
数据存储
●采集器可暂存1年内的历史数据至存储卡中
●存储卡可拔出至另一台采集器中读出数据
日志管理
●可动态跟踪程序运行状态
●可记录重要历史运行状态
●可上传日志至远程监控服务器
3用户特点
●安装环境恶劣
●通信条件不能确定
●不能实时现场维护
4运行环境
●硬件平台
采集器：ARM9200T（ARM9），三星S3C2440，主频400MHz，128M RAM，RS232串口，DM9000网络芯片，SD卡，电源控制、FPGA控制器。
网络设备：路由器1台，GPRS模块1台。
存储设备：32G SD卡
线缆：信号线、网线、电源
传感器：声音传感器、振动传感器（速度、加速度、位移）、转速传感器。
●支持软件
操作系统：Linux
●通信环境
通信环境不能确定
三、外部接口需求
1用户界面
●采集器显示器只提供状态显示功能。
2硬件接口
●10路模拟信号传感器接口
●以太网接口
3软件接口
●与服务器通信采用内部数据通信协议（见附录1）。
4通信接口
●采用TCP协议通信
●数据传输过程压缩并加密
四、功能需求
1采集功能
采集功能通过采集器和采集程序实现。
采集器安装到风机现场，能同时采集10路传感器信号，传感器包括振动传感器、加速度传感器、位移传感器、音频传感器。
十路采集信号能同时采集，采集一帧（包括10路数据）称为同一采集单号，采样长度最大不小于81920个数据，采集完一帧数据，暂存在采集器的存储卡中。
采集器可暂存1个月内的数据，同时采集器通过传输程序上传至服务器数据库中。
2有线传输功能：
●上传采集器实时数据至服务器的数据库流程：
●服务器读取采集器历史数据流程：
服务器读取采集器参数配置
服务器设置采集器参数配置流程：
3无线传输功能
暂时与有线传输功能相同
4数据存储功能
●采集器可暂存1年内的历史数据至存储卡中
传感器数据以文件方式保存，保存格式见数据文件存储协议（见附录2）。
●存储卡可拔出至另一台采集器中读出数据
存储卡可相同版本采集器兼容
5日志管理功能
主要负责记录系统的各种运行状态信息，包括系统的启停及各硬件的初始化、数据上传、数据文件操作等，并将运行过程中的报警信息记录下来。
日志格式
五、非功能需求
性能需求
采集数据精确度为float类型
采集器采集位数为24位
安全需求
数据传输时采用加密及压缩处理
六、待确定问题清单
附录1：内部数据交互通信协议
采用TCP协议，不用考虑发包次序，数据接收错误不应答，重发。
1
上位机应每天校时一次
设置时间：
下行：0x01 0x01 0019 2012-01-16 11:25:06
上行：
正确：0x01 0x01 0000
错误：0x01 0x11 错误码（2字节）
读取时间：
下行：0x01 0x02 0000
上行：
正确：0x01 0x02 0019 2012-01-16 11:25:06
错误：0x01 0x12 错误码（2字节）
2、命令
停止采集：
下行：0x02 0x01 0000
上行：
正确：0x02 0x01 0000
错误：0x02 0x11 错误码（2字节）
重新采集：
下行：0x02 0x02 0000
上行：
正确：0x02 0x02 0000
错误：0x02 0x12 错误码（2字节）
3、配置：
上位机可依次设置或读取各种配置参数，包括：
数据采样频率D：单位秒，采集器隔D秒采集一帧数据
上传数据频率S：单位秒，采集器隔S秒实时上传一帧数据，若S<D，则S=D
通道参数配置：各个通道采集参数配置，长度固定。
●设置：
下行：0x03 0x01 长度配置数据
上行：
正确：0x03 0x01 0000
错误：0x03 0x11 错误码
●读取：
下行：0x03 0x02 0002 配置类型（1字节）+ 通道号
上行：
正确：0x03 0x02 长度配置数据
错误：0x03 0x12 错误码
0x01 0x0004 20
上传数据频率S：
0x02 0x0004 120
通道参数配置：
0x11 长度通道参数
其中通道参数格式：
通道号（1字节）+ ConfigID（2字节）+ SensorType（20字节，不足
以;填充）+ SensorXinghao（20字节,不足以;填充）+ SignalType（1字
节) + 传感器参数（8字节）+ Gain（4字节）+ Freq（4字节）+ Leng
（4字节）
4、读取历史数据
●读取某个时间段内通道的数据：
下行：0x05 0x01 长度参数
上行：
正确：0x05 0x01 长度数据
错误：0x05 0x11 错误码
通道号为0x00，表示读取所有通道数据
通道号为0x01至0x0A，表示读取某个通道数据
●
下行：0x05 0x02 长度参数
上行：
正确：0x05 0x02 长度数据
错误：0x05 0x12 错误码
其中，下行参数格式：
通道号为0x01至0x0A，表示读取某个通道数据
5
无下行
上行：0x09 0x01 长度数据
6
每隔1分钟，若无通信发生，则主动上传心跳包，并等待回应，连续3次无回应，则重建链接。
上行：0x0A 0x01 0000
下行：0x0A 0x01 0000
附录2 文件存储协议
本文件存储协议包括文件存储路径协议及文件格式协议。
一、文件存储路径协议：
1.所有文件及文件夹存储到统一目录data下
2.data目录下的文件夹以每月为界限自动建立，每一年的每一个月建立一个文件夹，文件
夹名为年+月，例如：2013年1月建立的文件夹为201301。
3.每个月文件夹下建立每天的文件夹，文件夹名为日，例如：201301目录下，2013年1
月1日建立文件夹为1。
4.每天的文件夹下为当天采集的所有数据文件。
二、文件格式协议：
1.每个采集单号的所有通道数据存储在同一个数据文件中，文件名即为采样单号，也就是
当前日期及时间，例如：2013年1月30日12:30:30采集的数据文件名称为20130130123030。
采样单号：14个字节，字符串，根据日期与时间命名
转速：8个字节，float型，单位KW
风速：8个字节，float型
温度：8个字节，float型，单位摄氏度
偏航：1个字节，char型，取值范围为L：左偏，R：右偏，N：不偏。
偏航值：8个字节，float型，偏航角度
通道数：1个字节，int型，当前采集通道个数，最大支持10
往下为每个通道的数据，根据通道个数及每个通道的采样长度确定数据长度。
通道号：1个字节，int型
配置号：4个字节，int型，该通道采用的采集配置在服务器中的配置号configID 传感器类型：20个字节，字符串
传感器型号：20个字节，字符串
信号类型：1，int型，0振动1音频2转速3功率
传感器参数：8，float型，根据此参数确定数值转换
增益：1，int型，最大为4
采样频率：8个字节，float型
采样长度：4个字节，int型
数据：二进制，长度为采样长度*8。