CN109341888A - 电机温度智能监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了电机温度智能监测装置，包括监控终端、数据采集模块；所述数据采集模块包括汇聚节点和多个传感器节点，传感器节点采集所监测电机部位的温度传感数据并发送至汇聚节点，进而由汇聚节点将温度传感数据传送至所述监控终端；所述监控终端根据收到的数据判断电机是否正常，当判断结果为不正常时，向电机发出停止指令。
Description
技术领域
本发明涉及电机设备温度监测技术领域，具体涉及电机温度智能监测装置。
背景技术
电机在运行过程中，温度过高会导致绝缘体老化，缩短电动机的使用寿命，甚至会使绝缘损坏而发生烧毁电机的事故，故必须连续地监视温度。同时，因传统有线监控有布线困难、维护成本高等问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供电机温度智能监测装置。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
提供了电机温度智能监测装置，包括监控终端、数据采集模块；所述数据采集模块包括汇聚节点和多个传感器节点，传感器节点采集所监测电机部位的温度传感数据并发送至汇聚节点，进而由汇聚节点将温度传感数据传送至所述监控终端；所述监控终端根据收到的数据判断电机是否正常，当判断结果为不正常时，向电机发出停止指令。
优选地，所述监控终端为工控机。
在一种能够实现的方式中，传感器节点包括温度传感器，所述温度传感器为铂热电阻传感器。
本发明的有益效果为：基于无线传感器网络控制更加适用于环境复杂的工业环境。随着数据传输量的提高以及铺设有线线路成本和难度的增加，有线数据传输的局限性越来越大。在工业生产现场，往往采样环境恶劣，采用无线的控制装置可以规避恶劣环境带来的生产风险，使生产过程更加安全、方便。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明电机温度监测装置的结构示意图。
附图标记：
监控终端1、数据采集模块2。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
参见图1，本实施例的电机温度监测装置，包括监控终端1、数据采集模块2；所述数据采集模块2包括汇聚节点和多个传感器节点，传感器节点采集所监测电机部位的温度传感数据并发送至汇聚节点，进而由汇聚节点将温度传感数据传送至所述监控终端1；所述监控终端1根据收到的数据判断电机是否正常，当判断结果为不正常时，向电机发出停止指令。
作为一种优选的方式，所述监控终端1为工控机。
在一种能够实现的方式中，传感器节点包括温度传感器，所述温度传感器为铂热电阻传感器。本优选实施例利用铂电阻作为温度传感器，测温范围大，适用环境广。
本发明上述实施例基于无线传感器网络控制，更加适用于环境复杂的工业环境。随着数据传输量的提高以及铺设有线线路成本和难度的增加，有线数据传输的局限性越来越大。在工业生产现场，往往采样环境恶劣，采用无线的控制装置可以规避恶劣环境带来的生产风险，使生产过程更加安全、方便。
在一种能够实现的方式中，传感器节点根据当前剩余能量设定其距离阈值，若与汇聚节点的距离不超过设定的距离阈值，则直接将自身缓存的温度传感数据发送至汇聚节点，否则在其备选中继节点列表中选择下一跳节点；所述距离阈值的设定公式为：
式中，Ri(t)为传感器节点i在第t个周期设定的距离阈值，为传感器节点i可调节的最大通信距离，为传感器节点i可调节的最小通信距离，Gi为传感器节点i的当前剩余能量，Gmax为预设的能量上限，Gmin为预设的能量下限，h为预设的调节因子，h的取值范围为[0.85,0.95]。
本实施例根据传感器节点的当前剩余能量设定了距离阈值的设定公式，传感器节点若与汇聚节点的距离超过设定的距离阈值，则采取中继路由的方式将温度传感数据传输至中继节点，有利于降低传感器节点消耗能量的速率，避免传感器节点快速失效，有效延长了传感器节点的工作周期。
在一种优选实施例中，传感器节点采集温度传感数据并发送至汇聚节点，包括：
(1)网络初始化时，汇聚节点向所有传感器节点广播邻居节点列表构建消息，收到该邻居节点列表构建消息后，传感器节点通过信息交互获取邻居节点信息，并构建邻居节点列表，其中邻居节点为位于传感器节点通信范围内的其他传感器节点；传感器节点将相对于自身距离汇聚节点更近的邻居节点作为备选中继节点，构建备选中继节点列表；
(2)每个传感器节点计算其对所构建备选中继节点列表中各备选中继节点的初始信任度，并按照初始信任度由大到小的顺序对各备选中继节点进行排序：
(3)初始时传感器节点选择排序最前的备选中继节点作为下一跳节点，将自身缓存的温度传感数据发送至所述下一跳节点；
(4)在一个时间段Δt后，传感器节点根据该下一跳节点的状态更新该下一跳节点的信任度，若更新后该下一跳节点的信任度小于预设的信任度下限，传感器节点将该下一跳节点从备选中继节点列表中剔除，并在备选中继节点列表中重新选择排序最前的备选中继节点作为下一跳节点。
其中，按照下列公式计算初始信任度：
式中，Kij(0)为传感器节点i对其备选中继节点j的初始信任度，Piu为传感器节点i对其第u个备选中继节点的初始信任度，ni为传感器节点i具有的备选中继节点数量，yij为所述备选中继节点j具有的备选中继节点数量，yiu为所述第u个备选中继节点具有的备选中继节点数量，α、β皆为预设的信任度影响因子，且α、β皆小于1。
本实施例设定了传感器节点向汇聚节点发送温度传感数据的路由转发机制，其中传感器节点将相对于自身距离汇聚节点更近的邻居节点作为备选中继节点，限定了温度传感数据传输的方向，避免路由路径过长导致的能量损耗；本实施例基于距离和距离汇聚节点更近的邻居节点数目两个因素，进一步提出了传感器节点对各备选中继节点的初始信任度的计算公式，由该计算公式可知，传感器节点的各备选中继节点，与该传感器节点距离更近、具有的备选中继节点数目更多的备选中继节点具有更大的初始信任度，在初始时传感器节点选择排序最前的(即初始信任度更大的)备选中继节点作为下一跳节点，有利于提高温度传感数据转发的可靠性，节省温度传感数据转发的能耗；当传感器节点的当前下一跳节点的信任度低于预设的信任度下限时，传感器节点重新选择下一跳节点，有利于均衡各备选中继节点的能耗。
其中，每到下一个时间段Δt，传感器节点重新获取下一跳节点的温度传感数据转发信息，并根据下一跳节点的温度传感数据转发信息更新其对该下一跳节点的信任度。
其中，Δt的优选值为1小时。Δt还可以设定为2小时或30分钟等。
在一种能够实现的方式中，传感器节点根据该下一跳节点的状态更新该下一跳节点的信任度，包括：与该下一跳节点进行信息交互，获取其当前剩余能量信息以及在上一个时间段Δt内的温度传感数据转发信息，根据获取的信息更新该下一跳节点的信任度；
其中所述信任度的更新公式为：
式中，Kij(s)表示传感器节点i在第s个时间段Δt后更新的对其备选中继节点j的信任度，Kij(s-1)表示传感器节点i在第s-1个时间段Δt后更新的对其备选中继节点j的信任度，s≥1，传感器节点i对其备选中继节点j的初始信任度为Kij(0)，
其中，Gmax为预设的能量上限，Gmin为预设的能量下限，Gij(s)为传感器节点i在第s个时间段Δt后获取的所述备选中继节点j的当前剩余能量，
其中，fij(s)为所述备选中继节点j在第s个时间段Δt内帮传感器节点i转发温度传感数据包的数目，Fj(s)为所述备选中继节点j在第s个时间段Δt内转发温度传感数据包的总数目，Fij(s)为传感器节点i在第s个时间段Δt内向所述备选中继节点j发送温度传感数据包的总数目，z1为基于能量的信任度衰减因子，z2为基于温度传感数据转发的信任度衰减因子，z1∈(0.1,0.2],z2∈(0.2,0.3]。
本实施例基于能量和温度传感数据转发有效性两方面因素，创新性地提出了信任度的更新公式，该更新公式能够较好地反映能量衰减以及温度传感数据转发效率对信任度的影响。传感器节点基于时间的推移不断更新其对下一跳节点的信任度，具有一定的鲁棒性。根据该更新公式更新下一跳节点的信任度，将有利于促使传感器节点选择当前剩余能量更大且转发温度传感数据效率更高的备选中继节点作为下一跳，进而有效均衡网络各传感器节点的能耗，提高温度传感数据传输至汇聚节点的可靠性。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (6)
1.电机温度智能监测装置，其特征在于，包括监控终端、数据采集模块；所述数据采集模块包括汇聚节点和多个传感器节点，传感器节点采集所监测电机部位的温度传感数据并发送至汇聚节点，进而由汇聚节点将温度传感数据传送至所述监控终端；所述监控终端根据收到的数据判断电机是否正常，当判断结果为不正常时，向电机发出停止指令。
2.根据权利要求1所述的电机温度智能监测装置，其特征在于，所述监控终端为工控机。
3.根据权利要求2所述的电机温度智能监测装置，其特征在于，传感器节点包括温度传感器，所述温度传感器为铂热电阻传感器。
4.根据权利要求1所述的电机温度智能监测装置，其特征在于，传感器节点根据当前剩余能量设定其距离阈值，若与汇聚节点的距离不超过设定的距离阈值，则直接将自身缓存的温度传感数据发送至汇聚节点，否则在其备选中继节点列表中选择下一跳节点；所述距离阈值的设定公式为：
式中，Ri(t)为传感器节点i在第t个周期设定的距离阈值，为传感器节点i可调节的最大通信距离，为传感器节点i可调节的最小通信距离，Gi为传感器节点i的当前剩余能量，Gmax为预设的能量上限，Gmin为预设的能量下限，h为预设的调节因子，h的取值范围为[0.85,0.95]。
5.根据权利要求1所述的电机温度智能监测装置，其特征在于，传感器节点采集温度传感数据并发送至汇聚节点，包括：
(1)网络初始化时，汇聚节点向所有传感器节点广播邻居节点列表构建消息，收到该邻居节点列表构建消息后，传感器节点通过信息交互获取邻居节点信息，并构建邻居节点列表，其中邻居节点为位于传感器节点通信范围内的其他传感器节点；传感器节点将相对于自身距离汇聚节点更近的邻居节点作为备选中继节点，构建备选中继节点列表；
(2)每个传感器节点计算其对所构建备选中继节点列表中各备选中继节点的初始信任度，并按照初始信任度由大到小的顺序对各备选中继节点进行排序：
(3)初始时传感器节点选择排序最前的备选中继节点作为下一跳节点，将自身缓存的温度传感数据发送至所述下一跳节点；
(4)在一个时间段Δt后，传感器节点根据该下一跳节点的状态更新该下一跳节点的信任度，若更新后该下一跳节点的信任度小于预设的信任度下限，传感器节点将该下一跳节点从备选中继节点列表中剔除，并在备选中继节点列表中重新选择排序最前的备选中继节点作为下一跳节点。
6.根据权利要求5所述的电机温度智能监测装置，其特征在于，按照下列公式计算初始信任度：
式中，Kij(0)为传感器节点i对其备选中继节点j的初始信任度，Piu为传感器节点i对其第u个备选中继节点的初始信任度，ni为传感器节点i具有的备选中继节点数量，yij为所述备选中继节点j具有的备选中继节点数量，yiu为所述第u个备选中继节点具有的备选中继节点数量，α、β皆为预设的信任度影响因子，且α、β皆小于1。
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