淺談嵌入式電子裝備的在線狀態監測

王萌 李清華

摘 要：設備的狀態監測是現代化設備管理中的關鍵性內容，可讓大幅負提升設備維修和管理水平，文章主要對嵌入式電子裝備的在線狀態監測進行了分析。

關鍵詞：嵌入式電子裝備；在線狀態監測；設備劣化；異常征兆；溫度效應

分析處理軟件和傳感技術的有效應用，可更加全面、科學的反映出設備狀態特征及相關參數。隨著處理器技術的不斷發展，嵌入式系統應用愈發廣泛，對其在線狀態監測進行研究具有很重要的現實意義。

1 在線監測系統的實現方式分析

設備的定期檢查，即對被維修設備在某一特定時間段內的狀態進行全面檢查，檢查方式主要以經驗和主觀感受為主，目的在于確保設備性能的有效發揮。狀態監測，主要以設備中的重要零部件為對象，通過特定的儀器設備對事先確定好的位置進行連續性或間斷性的檢查，主要是為了確定設備劣化的相關參數和異常征兆，之后以此為基礎制定出針對性的維修計劃。

設備狀態的在線監測，屬于一種掌握設備動態的檢查技術，目前的技術種類繁多，結合監測的征兆來看，通常可劃分為以下幾類：

動力學效應：監測動態部件會通過聲波、脈沖波和振動波等方式散發出異常能量；化學效應：監測化學元件釋放到空氣中的數量變化；溫度效應：由于溫度升高，設備自身所導致的故障；電學效應：對電位、導電性以及電阻等進行監測，以此對故障進行確定[1]。

對設備故障、異常狀態以及設備技術等進行判斷，通常可結合所測得的缺陷狀況和的動態參數來確定。通過連續性監測，可獲取設備的預警參數，由此可獲得故障初始信息。若設備運行狀況良好，且無故障問題發生，那么借助相應運算法則和公式所得出的狀態參數均應處于恒定狀態。

2 嵌入式監測系統的發展

隨著計算機技術的不斷發展，以微機為主的監控系統應運而生，取代了原有監控系統，并大幅度提升了系統功能，可靠性和精準性也隨之提高。但缺陷在于防震、防塵功能較差，由于體積龐大，故不便于攜帶，且成本高昂，因此同樣限制了其推廣和應用。在此情況下產生了嵌入式系統，其特點分析如下：

2.1 可靠性

該系統由很多芯片構成，相比于計算機的拓展卡、系統硬盤等，具有良好的防塵、防震功能。另外，其程序也固化在flash/ROM中，不容易被破壞，且硬件的集成度較高，提升了系統的可靠性[2]。

2.2 體積輕便、易拓展

由于高端微機處理器的應用，大幅度縮小了嵌入式系統的體積，由此也對測控系統起到了良好的改善作用，使其具備便攜性，為應用和了攜帶提供了便利條件。另外，該系統極易拓展出I/O接口，以此可確保各種功能的實現。

2.3 成本低廉

該系統的開發周期較短，故成本較為低廉。且具有著傳統的微機測控系統所不具備的優勢和特征。

總之，隨著時間的推移，現代化測控系統成功跨傳統電路和微機測控系統，并走入了嵌入式系統的全新發展模式，在現實應用過程中，發揮著十分關鍵的作用。

3 系統在線狀態監測系統平臺的構建

對于大型電子設備而言，如導彈，在對其在線監測系統進行構建的過程中，需重點考慮其診斷以及監測對象的故障機理，在此必須要建立一個對象物理模型。例如，要對某大型導彈的溫度和電壓等進行監測時，通常可從物理模型的校對出發，重點分析之后制定出完善的特征量，以此為后續的故障診斷和監測提供便利條件。狀態監測系統在是實踐運行的過程中，一般會通過電氣接口對運行過程中的設備進行監控，在事故發生之前獲取相應的維修需求，并對其故障發生的具體位置進行精準判斷，甚至還可對其使用周期和壽命進行估測。

4 獲取監測信息基本原則

由于系統的狀態信號數量較多且類型復雜，若想從眾多的信息中挑選出價值資源并非易事。在此需遵循如下原則：

4.1 可測性

在對設備狀態的故障進行預測和分析的過程中，需注意的問題是，監測設備自身不應對備被測設備的狀態造成影響和波動，在此情況下，可將傳感器介入其中，以此獲取狀態值，實現設備信號的可測性。

4.2 代表性

由于設備的信號種類繁多，故可使用不同的傳感器，對相應的溫度信號、震動信號以及電信號等進行獲取，對于有特定類型的被測對象而言，很多信號可全面的反映出設備狀態，但有些則不能。因此，在篩選信號的過程中，需盡可能的選擇具有代表性的信號。如對于電子裝備而言，可選擇工作應力和環境應力作為狀態信號，對累計損傷進行計算，進而對其實際的使用壽命進行推算。

4.3 針對性

按照嚴重程度對故障進行劃分，如災難性、致命性、嚴重、輕度、間歇性故障等等。其中，間歇性故障最為常見，即在故障發生之后，即便不進行修復也可在特定時間內自行恢復。具體表現為易受電磁干擾、元器件穩定性差等等。對于輕度和間歇性故障而言，由于其不會對產品的功能造成嚴重影響，故通常進行適當維修即可。但對其他的故障類型而言，一般需進行縝密維修，并要引起全工作人員的高度重視，使其結合實際情況，制定出針對性的解決辦法和措施，從而為設備的穩定運行和性能的充分發揮提供保障。

5 結語

綜上所述，目前，嵌入式電子裝備在線監測系統在現實生活中的應用十分廣泛，尤其在很多大型的電子設備中。它可實時反映設備的動態參數和信息，精準性高、成本低廉，且便于攜帶，在具體應用的過程中，發揮著的無可替代的作用，為設備的安全、平穩運行提供了良好保障。

參考文獻：

[1]洪光，擺衛兵，于鑫.嵌入式電子裝備在線狀態監測系統實現方法研究[J].飛航導彈，2014，407：27-29.

[2]洪光，李洪儒.嵌入式系統在軍用電子設備故障診斷中的應用[J].微計算機信息，2015，04，：190-191+272.

作者簡介：第一作者王萌（1981-），男，漢族，學士，講師，在線監測。第二作者李清華（1977-），男，漢族，四川平昌人，學士，高級工程師，研究方向：設備/設施在線監測及診斷。