CN110132595A - 一种实时智能的设备轴承异常检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种实时智能的设备轴承异常检测系统，该系统包括用于采集设备轴承振动数据的无线传感器网络感知子系统、用于存储设备轴承振动数据的存储子系统和用于分析所述设备轴承振动数据的计算机分析终端；所述无线传感器网络感知子系统、计算机分析终端皆与所述存储子系统连接；所述设备轴承振动数据包括待检测轴承在不同工作状态下垂直方向的振动加速度信号；所述系统还包括与计算机分析终端通信的用户终端，所述计算机分析终端在所述设备轴承振动数据异常时向用户终端发送提示信息。
Description
技术领域
本发明涉及轴承振动监测技术领域，具体涉及一种实时智能的设备轴承异常检测系统。
背景技术
轴承作为设备的关键零部件，其工作状态的好坏将直接影响到整台设备的工作状态。轴承故障是导致设备发生故障的主要原因之一，严重时甚至可能导致重大财产损失。因此，有必要对轴承的振动情况进行监测。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种实时智能的设备轴承异常检测系统。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
提供了一种实时智能的设备轴承异常检测系统，该系统包括用于采集设备轴承振动数据的无线传感器网络感知子系统、用于存储设备轴承振动数据的存储子系统和用于分析所述设备轴承振动数据的计算机分析终端；所述无线传感器网络感知子系统、计算机分析终端皆与所述存储子系统连接；所述无线传感器网络感知子系统包括汇聚节点和多个用于采集所监测位置的设备轴承振动数据的传感器节点，传感器节点部署与设定的监测区域内，传感器节点将采集的设备轴承振动数据发送至汇聚节点，以由汇聚节点将设备轴承振动数据传输到存储子系统；网络初始化时，传感器节点之间通过信息交互获取邻居节点信息，构建邻居节点集，其中所述邻居节点为位于传感器节点的通信范围内的其他传感器节点；在设备轴承振动数据传输阶段，传感器节点根据自身的当前剩余能量选择直接或者间接发送的方式，将所采集的设备轴承振动数据发送至汇聚节点。
所述系统还包括与计算机分析终端通信的用户终端，所述计算机分析终端在所述设备轴承振动数据异常时向用户终端发送提示信息。
其中，所述设备轴承振动数据包括待检测轴承在不同工作状态下垂直方向的振动加速度信号。
优选地，所述传感器节点包括传感器和用于将传感器信号转换为对应的设备轴承振动数据的信号适配器，所述信号适配器与传感器连接；还包括用于控制采集频率的控制器，所述控制器与传感器连接。
其中，计算机分析终端对存储子系统中的设备轴承振动数据进行分析，包括：对所述设备轴承振动数据进行预处理，所述预处理包括去除数据异常点和数据归一化处理。
进一步地，计算机分析终端对存储子系统中的设备轴承振动数据进行分析，还包括：检测预处理后的设备轴承振动数据是否超出对应的预设阈值范围，并输出检测结果。
本发明的有益效果为：本发明能够智能实时获取设备轴承振动数据，并进行相应的数据分析，便于监测人员及时了解轴承振动信息，并进一步分析轴承状态，对可能发生故障的轴承及时进行检查，减少因轴承故障所造成的损失。
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是本发明一个示例性实施例的一种实时智能的设备轴承异常检测系统的结构示意框图；
图2是本发明一个示例性实施例的传感器节点的结构示意框图。
附图标记：
无线传感器网络感知子系统1、存储子系统2、计算机分析终端3、用户终端4、传感器10、信号适配器20、控制器30。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
图1示出了本发明一个示例性实施例的一种实时智能的设备轴承异常检测系统的结构示意框图。
如图1所示，本发明实施例提供了一种实时智能的设备轴承异常检测系统，该系统包括用于采集设备轴承振动数据的无线传感器网络感知子系统1、用于存储设备轴承振动数据的存储子系统2和用于分析所述设备轴承振动数据的计算机分析终端3；所述无线传感器网络感知子系统1、计算机分析终端3皆与所述存储子系统2连接。
所述系统还包括与计算机分析终端3通信的用户终端4，所述计算机分析终端3在所述设备轴承振动数据异常时向用户终端4发送提示信息。所述设备轴承振动数据异常，可以是设备轴承振动数据超出对应预设阈值范围。
所述提示信息包括异常的设备轴承振动数据和对应的传感器节点标识信息。用户可以根据预先设置的传感器节点位置设置列表和该传感器节点标识信息获取到对应的设备信息。
或者，所述提示信息包括异常的设备轴承振动数据和对应的设备信息。
其中，计算机分析终端3对存储子系统2中的设备轴承振动数据进行分析，包括：对所述设备轴承振动数据进行预处理，所述预处理包括去除数据异常点和数据归一化处理。
进一步地，计算机分析终端3对存储子系统2中的设备轴承振动数据进行分析，还包括：检测预处理后的设备轴承振动数据是否超出对应的预设阈值范围，并输出检测结果。
在一种能够实施的方式中，所述无线传感器网络感知子系统1包括汇聚节点和多个用于采集所监测位置的设备轴承振动数据的传感器节点，传感器节点部署与设定的监测区域内，传感器节点将采集的设备轴承振动数据发送至汇聚节点，以由汇聚节点将设备轴承振动数据传输到存储子系统2。
其中，所述设备轴承振动数据包括待检测轴承在不同工作状态下垂直方向的振动加速度信号。
其中，如图2所示，所述传感器节点包括传感器10和用于将传感器10的信号转换为对应的设备轴承振动数据的信号适配器20，所述信号适配器20与传感器10连接；还包括用于控制采集频率的控制器30，所述控制器30与传感器10连接。
本发明上述实施例设置的一种实时智能的设备轴承异常检测系统，能够智能实时获取设备轴承振动数据，并进行相应的数据分析，便于监测人员及时了解轴承振动信息，并进一步分析轴承状态，对可能发生故障的轴承及时进行检查，减少因轴承故障所造成的损失。
在一个实施例中，网络初始化时，传感器节点之间通过信息交互获取邻居节点信息，构建邻居节点集，其中所述邻居节点为位于传感器节点的通信范围内的其他传感器节点；在设备轴承振动数据传输阶段，传感器节点根据自身的当前剩余能量选择直接或者间接发送的方式，将所采集的设备轴承振动数据发送至汇聚节点。
在一种能够实现的方式中，所述传感器节点根据自身的当前剩余能量选择直接或者间接发送的方式，具体为：
(1)传感器节点按照设定的第一周期周期性地判断自身的当前剩余能量是否满足下列能量条件：
式中，Pi为传感器节点i的当前剩余能量，Pi0为传感器节点i的初始能量，Pmin为预设的能量下限，L(i,O)为传感器节点i到汇聚节点的距离，di为传感器节点i的当前通信距离，c为预设的基于能量的衰减因子，c的取值范围为[0.8,0.9]；
(2)若传感器节点的当前剩余能量满足能量条件，传感器节点直接将采集的设备轴承振动数据发送至汇聚节点；若传感器节点的当前剩余能量不满足能量条件，传感器节点在其邻居节点集中选择一个邻居节点作为下一跳节点，将所述采集的设备轴承振动数据发送至下一跳节点。
本实施例根据传感器节点的通信距离和到汇聚节点的距离创新性地设置了能量条件，传感器节点根据自身的当前剩余能量是否满足能量条件，来选择直接或者间接发送的方式，将所采集的设备轴承振动数据发送至汇聚节点，有利于提高传感器节点间路由的灵活性，降低传感器节点的能量消耗，延长传感器节点的工作时间，提高设备轴承振动数据传输至汇聚节点的稳定性。
在一个实施例中，传感器节点在其邻居节点集中选择一个邻居节点作为下一跳节点，包括：
(1)传感器节点将相对于其距离汇聚节点更近的邻居节点作为备选节点，构建备选节点集，并为每个备选节点分配初始优先级；
(2)传感器节点按照设定的第二周期周期性地获取其备选节点集中各备选节点的信息，并根据该信息更新各备选节点的优先级：
式中，Vij0为传感器节点i的备选节点j的初始优先级，Vij为传感器节点i的备选节点j的当前优先级，w为预设的优先级更新系数，w的取值范围为[0.8,0.9]；Mi为传感器节点i的邻居节点数量，Mj为所述备选节点j的邻居节点数，Mi∩Mj为传感器节点i与备选节点j所拥有的共同邻居节点的数量，yj为所述备选节点j的当前缓存空间，Yj为所述备选节点j的初始缓存空间，Pj为所述备选节点j的当前剩余能量，Pj0为所述备选节点j的初始能量，a1为预设的基于社会相似度的权重系数，a2为预设的基于剩余资源比的权重系数，b1、b2为资源比率的权重因子，它是根据节点对当前资源的使用状态，满足b1+b2＝1；
(3)传感器节点在备选节点集中选择当前优先级最大的备选节点作为下一跳节点。
其中，传感器节点按照下列公式分配初始优先级：
式中，Vij0为传感器节点i的备选节点j的初始优先级，L(i,j)为传感器节点i到备选节点j的距离，L(j,d)为所述备选节点j到汇聚节点的距离，L(i,k)为传感器节点i到其第k个备选节点的距离，L(k,d)为所述第k个备选节点到汇聚节点的距离，ni为传感器节点i的备选节点集中的备选节点数量。
本实施例创新性地设定了优先级的指标，传感器节点将相对于其距离汇聚节点更近的邻居节点作为备选节点，构建备选节点集，并为每个备选节点分配初始的优先级，并进行定期的优先级更新，在需要选择下一跳节点时，传感器节点在备选节点集中选择当前优先级最大的备选节点作为下一跳节点。本实施例相应地设计了优先级的更新公式，根据该优先级的计算公式可知，当前剩余能量越大的、剩余缓存空间更多的、共有的邻居节点更少的备选节点具有更大的优先级。通过本实施例方式来选择下一跳节点，实现了下一跳节点的更新，有利于保障设备轴承振动数据的可靠转发，平衡各下一跳节点的能耗和负载，进一步有利于延长无线传感器网络的寿命。
在一个实施例中，传感器节点每次更新备选节点的优先级时，判断各备选节点是否满足下列中继条件，若不满足，传感器节点将该备选节点从备选节点集中剔除：
式中，Vij(t)为传感器节点i当前次即t次更新的备选节点j的优先级，Vij(t-1)为,传感器节点i前一次次即t-1次更新的备选节点j的优先级，Vij0为传感器节点i的备选节点j的初始优先级，Vik0为传感器节点i的第k个备选节点的初始优先级，ni为传感器节点i的备选节点集中的备选节点数量，γ为预设的调节系数，γ的取值范围为[1.1,1.2]。
本实施例设定了中继条件，传感器节点每次更新备选节点的优先级时，判断各备选节点是否满足下列中继条件，若不满足，传感器节点将该备选节点从备选节点集中剔除，有利于使得当前剩余能量和/或当前缓存空间过小的备选节点市区充当下一跳节点的资格，进而有利于提高选择下一跳节点的效率，节省选择下一跳节点的能耗，提高设备轴承振动数据传输的效率。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解应当理解，可以以硬件、软件、固件、中间件、代码或其任何恰当组合来实现这里描述的实施例。对于硬件实现，处理器可以在一个或多个下列单元中实现：专用集成电路、数字信号处理器、数字信号处理设备、可编程逻辑器件、现场可编程门阵列、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计用于实现这里所描述功能的其他电子单元或其组合。对于软件实现，实施例的部分或全部流程可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。实现时，可以将上述程序存储在计算机可读介质中或作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。计算机可读介质可以包括但不限于随机存取存储器、只读内存镜像、带电可擦可编程只读存储器或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。
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)
1.一种实时智能的设备轴承异常检测系统，其特征是，包括：
用于采集设备轴承振动数据的无线传感器网络感知子系统；
用于存储设备轴承振动数据的存储子系统；
以及用于分析所述设备轴承振动数据的计算机分析终端；所述无线传感器网络感知子系统、计算机分析终端皆与所述存储子系统连接；
所述无线传感器网络感知子系统包括汇聚节点和多个用于采集所监测位置的设备轴承振动数据的传感器节点，传感器节点部署与设定的监测区域内，传感器节点将采集的设备轴承振动数据发送至汇聚节点，以由汇聚节点将设备轴承振动数据传输到存储子系统；所述设备轴承振动数据包括待检测轴承在不同工作状态下垂直方向的振动加速度信号；网络初始化时，传感器节点之间通过信息交互获取邻居节点信息，构建邻居节点集，其中所述邻居节点为位于传感器节点的通信范围内的其他传感器节点；在设备轴承振动数据传输阶段，传感器节点根据自身的当前剩余能量选择直接或者间接发送的方式，将所采集的设备轴承振动数据发送至汇聚节点；
所述系统还包括与计算机分析终端通信的用户终端，所述计算机分析终端在所述设备轴承振动数据异常时向用户终端发送提示信息。
2.根据权利要求1所述的一种实时智能的设备轴承异常检测系统，其特征是，所述传感器节点根据自身的当前剩余能量选择直接或者间接发送的方式，具体为：
(1)传感器节点按照设定的第一周期周期性地判断自身的当前剩余能量是否满足下列能量条件：
式中，Pi为传感器节点i的当前剩余能量，Pi0为传感器节点i的初始能量，Pmin为预设的能量下限，L(i，O)为传感器节点i到汇聚节点的距离，di为传感器节点i的当前通信距离，c为预设的基于能量的衰减因子，c的取值范围为[0.8，0.9]；
(2)若传感器节点的当前剩余能量满足能量条件，传感器节点直接将采集的设备轴承振动数据发送至汇聚节点；若传感器节点的当前剩余能量不满足能量条件，传感器节点在其邻居节点集中选择一个邻居节点作为下一跳节点，将所述采集的设备轴承振动数据发送至下一跳节点。
3.根据权利要求2所述的一种实时智能的设备轴承异常检测系统，其特征是，所述传感器节点包括传感器，还包括用于将传感器信号转换为对应的设备轴承振动数据的信号适配器，所述信号适配器与传感器连接。
4.根据权利要求3所述的一种实时智能的设备轴承异常检测系统，其特征是，所述传感器节点还包括用于控制采集频率的控制器，所述控制器与传感器连接。
5.根据权利要求2-4任一项所述的一种实时智能的设备轴承异常检测系统，其特征是，计算机分析终端对存储子系统中的设备轴承振动数据进行分析，包括：对所述设备轴承振动数据进行预处理，所述预处理包括去除数据异常点和数据归一化处理。
6.根据权利要求5所述的一种实时智能的设备轴承异常检测系统，其特征是，计算机分析终端对存储子系统中的设备轴承振动数据进行分析，还包括：检测预处理后的设备轴承振动数据是否超出对应的预设阈值范围，并输出检测结果。
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105517093A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-04-20 | 浙江工业大学 | 一种无线传感器网络中基于网络均衡性的节能路由方法 |
| CN107295569A (zh) * | 2016-03-31 | 2017-10-24 | 扬州大学 | 一种基于多移动汇聚节点的能量高效的路由协议 |
| CN107360612A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-11-17 | 内蒙古大学 | 一种基于蚁群多路径的无线传感器网络的数据传输方法 |
| CN107610440A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-01-19 | 韦彩霞 | 一种水产品养殖场智能监测系统 |
| CN107659474A (zh) * | 2017-11-01 | 2018-02-02 | 韦彩霞 | 一种智能家居控制系统 |
| CN108012345A (zh) * | 2017-12-01 | 2018-05-08 | 昆明理工大学 | 一种无线传感器网络中单对多移动能量补充方法 |
| CN108322899A (zh) * | 2018-01-11 | 2018-07-24 | 深圳市晟达机械设计有限公司 | 基于无线传感器网络的电力变压器振动监测系统 |
| CN108769276A (zh) * | 2018-09-05 | 2018-11-06 | 佛山铮荣科技有限公司 | 淡水鱼养殖环境管理系统 |
| CN108846244A (zh) * | 2018-07-09 | 2018-11-20 | 深圳汇创联合自动化控制有限公司 | 建筑结构健康智能监测系统 |
-
2018
- 2018-11-26 CN CN201811420360.1A patent/CN110132595A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105517093A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-04-20 | 浙江工业大学 | 一种无线传感器网络中基于网络均衡性的节能路由方法 |
| CN107295569A (zh) * | 2016-03-31 | 2017-10-24 | 扬州大学 | 一种基于多移动汇聚节点的能量高效的路由协议 |
| CN107360612A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-11-17 | 内蒙古大学 | 一种基于蚁群多路径的无线传感器网络的数据传输方法 |
| CN107610440A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-01-19 | 韦彩霞 | 一种水产品养殖场智能监测系统 |
| CN107659474A (zh) * | 2017-11-01 | 2018-02-02 | 韦彩霞 | 一种智能家居控制系统 |
| CN108012345A (zh) * | 2017-12-01 | 2018-05-08 | 昆明理工大学 | 一种无线传感器网络中单对多移动能量补充方法 |
| CN108322899A (zh) * | 2018-01-11 | 2018-07-24 | 深圳市晟达机械设计有限公司 | 基于无线传感器网络的电力变压器振动监测系统 |
| CN108846244A (zh) * | 2018-07-09 | 2018-11-20 | 深圳汇创联合自动化控制有限公司 | 建筑结构健康智能监测系统 |
| CN108769276A (zh) * | 2018-09-05 | 2018-11-06 | 佛山铮荣科技有限公司 | 淡水鱼养殖环境管理系统 |
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