浅谈嵌入式电子装备的在线状态监测

王萌 李清华

摘 要：设备的状态监测是现代化设备管理中的关键性内容，可让大幅负提升设备维修和管理水平，文章主要对嵌入式电子装备的在线状态监测进行了分析。

关键词：嵌入式电子装备；在线状态监测；设备劣化；异常征兆；温度效应

分析处理软件和传感技术的有效应用，可更加全面、科学的反映出设备状态特征及相关参数。随着处理器技术的不断发展，嵌入式系统应用愈发广泛，对其在线状态监测进行研究具有很重要的现实意义。

1 在线监测系统的实现方式分析

设备的定期检查，即对被维修设备在某一特定时间段内的状态进行全面检查，检查方式主要以经验和主观感受为主，目的在于确保设备性能的有效发挥。状态监测，主要以设备中的重要零部件为对象，通过特定的仪器设备对事先确定好的位置进行连续性或间断性的检查，主要是为了确定设备劣化的相关参数和异常征兆，之后以此为基础制定出针对性的维修计划。

设备状态的在线监测，属于一种掌握设备动态的检查技术，目前的技术种类繁多，结合监测的征兆来看，通常可划分为以下几类：

动力学效应：监测动态部件会通过声波、脉冲波和振动波等方式散发出异常能量；化学效应：监测化学元件释放到空气中的数量变化；温度效应：由于温度升高，设备自身所导致的故障；电学效应：对电位、导电性以及电阻等进行监测，以此对故障进行确定[1]。

对设备故障、异常状态以及设备技术等进行判断，通常可结合所测得的缺陷状况和的动态参数来确定。通过连续性监测，可获取设备的预警参数，由此可获得故障初始信息。若设备运行状况良好，且无故障问题发生，那么借助相应运算法则和公式所得出的状态参数均应处于恒定状态。

2 嵌入式监测系统的发展

随着计算机技术的不断发展，以微机为主的监控系统应运而生，取代了原有监控系统，并大幅度提升了系统功能，可靠性和精准性也随之提高。但缺陷在于防震、防尘功能较差，由于体积庞大，故不便于携带，且成本高昂，因此同样限制了其推广和应用。在此情况下产生了嵌入式系统，其特点分析如下：

2.1 可靠性

该系统由很多芯片构成，相比于计算机的拓展卡、系统硬盘等，具有良好的防尘、防震功能。另外，其程序也固化在flash/ROM中，不容易被破坏，且硬件的集成度较高，提升了系统的可靠性[2]。

2.2 体积轻便、易拓展

由于高端微机处理器的应用，大幅度缩小了嵌入式系统的体积，由此也对测控系统起到了良好的改善作用，使其具备便携性，为应用和了携带提供了便利条件。另外，该系统极易拓展出I/O接口，以此可确保各种功能的实现。

2.3 成本低廉

该系统的开发周期较短，故成本较为低廉。且具有着传统的微机测控系统所不具备的优势和特征。

总之，随着时间的推移，现代化测控系统成功跨传统电路和微机测控系统，并走入了嵌入式系统的全新发展模式，在现实应用过程中，发挥着十分关键的作用。

3 系统在线状态监测系统平台的构建

对于大型电子设备而言，如导弹，在对其在线监测系统进行构建的过程中，需重点考虑其诊断以及监测对象的故障机理，在此必须要建立一个对象物理模型。例如，要对某大型导弹的温度和电压等进行监测时，通常可从物理模型的校对出发，重点分析之后制定出完善的特征量，以此为后续的故障诊断和监测提供便利条件。状态监测系统在是实践运行的过程中，一般会通过电气接口对运行过程中的设备进行监控，在事故发生之前获取相应的维修需求，并对其故障发生的具体位置进行精准判断，甚至还可对其使用周期和寿命进行估测。

4 获取监测信息基本原则

由于系统的状态信号数量较多且类型复杂，若想从众多的信息中挑选出价值资源并非易事。在此需遵循如下原则：

4.1 可测性

在对设备状态的故障进行预测和分析的过程中，需注意的问题是，监测设备自身不应对备被测设备的状态造成影响和波动，在此情况下，可将传感器介入其中，以此获取状态值，实现设备信号的可测性。

4.2 代表性

由于设备的信号种类繁多，故可使用不同的传感器，对相应的温度信号、震动信号以及电信号等进行获取，对于有特定类型的被测对象而言，很多信号可全面的反映出设备状态，但有些则不能。因此，在筛选信号的过程中，需尽可能的选择具有代表性的信号。如对于电子装备而言，可选择工作应力和环境应力作为状态信号，对累计损伤进行计算，进而对其实际的使用寿命进行推算。

4.3 针对性

按照严重程度对故障进行划分，如灾难性、致命性、严重、轻度、间歇性故障等等。其中，间歇性故障最为常见，即在故障发生之后，即便不进行修复也可在特定时间内自行恢复。具体表现为易受电磁干扰、元器件稳定性差等等。对于轻度和间歇性故障而言，由于其不会对产品的功能造成严重影响，故通常进行适当维修即可。但对其他的故障类型而言，一般需进行缜密维修，并要引起全工作人员的高度重视，使其结合实际情况，制定出针对性的解决办法和措施，從而为设备的稳定运行和性能的充分发挥提供保障。

5 结语

综上所述，目前，嵌入式电子装备在线监测系统在现实生活中的应用十分广泛，尤其在很多大型的电子设备中。它可实时反映设备的动态参数和信息，精准性高、成本低廉，且便于携带，在具体应用的过程中，发挥着的无可替代的作用，为设备的安全、平稳运行提供了良好保障。

参考文献：

[1]洪光，摆卫兵，于鑫.嵌入式电子装备在线状态监测系统实现方法研究[J].飞航导弹，2014，407：27-29.

[2]洪光，李洪儒.嵌入式系统在军用电子设备故障诊断中的应用[J].微计算机信息，2015，04，：190-191+272.

作者简介：第一作者王萌（1981-），男，汉族，学士，讲师，在线监测。第二作者李清华（1977-），男，汉族，四川平昌人，学士，高级工程师，研究方向：设备/设施在线监测及诊断。