CN110864739A - 基于无线物联网的设备监测分析系统及其监测分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于无线物联网的设备监测分析系统及其监测分析方法，一种基于无线物联网的设备监测分析方法，包括步骤S1：多维度传感器对设备进行采集数据并且将数据通过无线传输的方式发送到边缘计算机；步骤S2：边缘计算机对数据进行分析处理后形成特征信号并且将特征信号通过无线传输的方式发送到云平台；步骤S3：云平台将接收的特征信号进行二次分析处理后发送给客户并且告知设备的劣化程度、故障产生原因和维修方式。本发明公开的基于无线物联网的设备监测分析系统及其监测分析方法，其利用多维度传感器获取现场动、静设备工况及运行状态信息，通过无线物联网进行数据传输，实现对设备状态信息的实时掌握，结合云平台算法分析。
Description
技术领域
本发明属于设备监测分析技术领域，具体涉及一种基于无线物联网的设备监测分析系统和一种基于无线物联网的设备监测分析方法。
背景技术
我国企业设备管理从传统纸质管理阶段步入现代信息化管理阶段已有多年，随着物联网、云计算、大数据技术的革新，可逐步向智能化阶段进化。
公开号为：CN110082617A，主题名称为基于物联网技术的输变电设备状态监测分析方法的发明专利，其技术方案公开了“采用基于物联网技术的输变电设备状态监测分析系统进行分析；所述基于物联网技术的输变电设备状态监测分析系统包括在线监测传感器模块、离线数据接入模块、数据库模块、数据处理模块、数据分析模块、辅助决策模块；所述在线监测传感器模块主要获取目前可在线监测的相关数据，同时提供扩充端口，以便新的可在线监测数据的接入；离线数据接入模块主要将设备的离线数据输入到系统内；数据库模块为存储目前不可在线监测或检测的离线数据，以及在线监测传感器模块实时获取的监测数据；数据处理模块从数据库模块获取数据，包括在线及离线数据，并对提取的数据进行预处理；数据分析模块针对数据处理模块的结果，根据分析算法对输变电设备单间隔进行打分评估；辅助决策模块根据数据分析模块的分析结果，综合设备管理单位的所有间隔分数排序以及每个间隔存在的疑似问题，给出两周内的设备检修时间安排及检修意见”。
以上述发明专利为例，现有的技术没有公开对动、静设备的监测分析以及优化物联网无线传输协议，因此，予以进一步改进。
发明内容
本发明的主要目的在于提供基于无线物联网的设备监测分析系统及其监测分析方法，其利用多维度传感器获取现场动、静设备工况及运行状态信息，通过无线物联网进行数据传输，实现对设备状态信息的实时掌握，结合云平台算法分析，为企业建立适应的检维修标准。
本发明的另一目的在于提供基于无线物联网的设备监测分析系统及其监测分析方法，其通过优化物联网无线传输协议，在高空及高危场景部署多维度无线传感器获取设备状态，减少人员需前往现场巡检的安全隐患。
本发明的另一目的在于提供基于无线物联网的设备监测分析系统及其监测分析方法，其获取设备投用过程中，由于应力、摩擦、腐蚀、设计、安装、维护不当引起的故障隐患信息(力不平衡、不对中、松动、润滑不良、泄露、异响等)。从精准的数据中预测设备故障发生时间，提前告知相关人员对设备进行维护管理，避免设备意外停机。
为达到以上目的，本发明提供一种基于无线物联网的设备监测分析方法，包括以下步骤：
步骤S1：多维度传感器对设备进行采集数据并且将数据通过无线传输的方式发送到边缘计算机；
步骤S2：边缘计算机对数据进行分析处理后形成特征信号并且将特征信号通过无线传输的方式发送到云平台；
步骤S3：云平台将接收的特征信号进行二次分析处理后发送给客户并且告知设备的劣化程度、故障产生原因和维修方式。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，步骤S2与步骤S3之间还包括步骤S2.1：
云平台对特征信号定期进行分析处理并且为每台设备建立数据模型和提供优化制造方案。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，步骤S3具体实施为以下步骤：
步骤S3.1：获取同类设备不同工作状况下的信息并且进行比对；
步骤S3.2：获取同类设备不同时间段下的信息并且进行比对；
步骤S3.3：获取近似设备不同工作状况或者工作时间段下的信息并且进行比对；
步骤S3.4：将同类设备的不同工艺参数进行比对并且获取不同阶段所需要的能耗；
步骤S3.5：通过每台设备的特征频谱并且结合行业标准和专家经验，得出结论和形成算法。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，无线传输的方式包括WIFI、蓝牙、ZigBee、LORA、NB-IoT。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，多维度传感器包括三轴加速度计和三轴陀螺仪。
为达到以上目的，本发明还提供一种基于无线物联网的设备监测分析系统，包括外壳、上盖、电池仓和安装于所述电池仓的电池，还包括位于上盖和电池仓之间的4G模块、5G模块、NFC模块、WIFI模块、LORA模块、NB-IoT模块、蓝牙模块和ZigBee模块。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，基于无线物联网的设备监测分析系统还包括设置于上盖的指示灯、照明灯、启动键和隐藏复位孔。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，基于无线物联网的设备监测分析系统还包括设置于电池下方的六轴测振模块、测厚模块、声发射模块、测温模块和角位移模块。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，基于无线物联网的设备监测分析系统还包括设置于电池下方的振动能量收集转换模块、生物传感器、齿轮转速传感器、液位计和压力传感器。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，基于无线物联网的设备监测分析系统还包括设置于电池下方的微处理器。
附图说明
图1是本发明的基于无线物联网的设备监测分析系统及其监测分析方法的结构示意图。
图2是沿图1的B-B方向的截面示意图。
附图标记包括：100、外壳；101、4G模块；102、5G模块；103、NFC模块；104、WIFI模块；105、LORA模块；106、NB-IoT模块；107、蓝牙模块；108、ZigBee模块；109、指示灯；110、照明灯；111、启动键；112、隐藏复位孔；113、六轴测振模块；114、测厚模块；115、声发射模块；116、测温模块；117、角位移模块；118、振动能量收集转换模块；119、生物传感器；120、齿轮转速传感器；121、液位计；122、压力传感器；123、微处理器；200、上盖；300、电池仓；301、电池。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
参见附图的图1，图1是本发明的基于无线物联网的设备监测分析系统及其监测分析方法的结构示意图，图2是沿图1的B-B方向的截面示意图。
在本发明的优选实施例中，本领域技术人员应注意，本发明所涉及的外壳、上盖等可被视为现有技术。
优选实施例。
本发明公开了一种基于无线物联网的设备监测分析方法，包括以下步骤：
步骤S1：多维度传感器(包括生物传感器、六轴测振模块、测温模块、液位计、压力传感器、齿轮转速传感器等)对设备进行采集数据并且将数据通过无线传输的方式发送到边缘计算机；
步骤S2：边缘计算机对数据进行分析处理(一次分析，分析)后形成特征信号并且将特征信号通过无线传输的方式发送到云平台；
步骤S3：云平台将接收的特征信号进行二次分析处理(二次分析，优化)后发送给客户并且告知设备的劣化程度、故障产生原因和维修方式。
具体的是，
步骤S2与步骤S3之间还包括步骤S2.1：
云平台对特征信号定期进行分析处理并且为每台设备建立数据模型和提供优化制造方案。
更具体的是，步骤S3具体实施为以下步骤：
步骤S3.1：获取同类设备不同工作状况下的信息并且进行比对；
步骤S3.2：获取同类设备不同时间段下的信息并且进行比对；
步骤S3.3：获取近似设备不同工作状况或者工作时间段下的信息并且进行比对；
步骤S3.4：将同类设备的不同工艺参数进行比对并且获取不同阶段所需要的能耗；
步骤S3.5：通过每台设备的特征频谱并且结合行业标准和专家经验，得出结论和形成算法。
进一步的是，无线传输的方式包括WIFI、蓝牙、ZigBee、LORA、NB-IoT(同一通讯模块多种无线信号连接及信号传输，适用于多种工况。无线通讯方式都是现有技术，现有组网更多考虑的是互联互通，而忽视了不同协议的功耗、传输距离以及安全。大多组网是一对一，而这种方式可以实现一对多、多对多、多对一的组合，充分利用无线传输的特性为用户节省成本以及减少现场实施，多种无线部署方式结合，避免现场综合布线困难，信号穿透能力强，可用于信号盲点区域)。
更进一步的是，多维度传感器包括三轴加速度计和三轴陀螺仪(立体空间三个方向XYZ，前后左右上下；三轴加速度计是检测横向加速的，三轴陀螺仪是检测角度旋转和平衡的，相对应六轴测振传感器)。
本发明还提供一种基于无线物联网的设备监测分析系统，包括外壳100、上盖200、电池仓300和安装于所述电池仓300的电池301，还包括位于上盖200和电池仓300之间的4G模块101(ME909S-821a LGA(华为))、5G模块102(MH5000(华为))、NFC模块103(STDV25)、WIFI模块104(ESP8089)、LORA模块105(LM400T(致远电子))、NB-IoT模块106(BC28(移远))、蓝牙模块107(ST BlueNRG-1)和ZigBee模块108(ZM516x(致远电子))。
具体的是，基于无线物联网的设备监测分析系统还包括设置于上盖200的指示灯109(LED0603(深圳光尔特))、照明灯110(WS2812C(WorldSemi))、启动键111和隐藏复位孔112。
更具体的是，基于无线物联网的设备监测分析系统还包括设置于电池301下方的六轴测振模块113(ADXL357)、测厚模块114(DSP-54SG-1S)、声发射模块115(SRi40/SRi150)、测温模块116(QT18B20)和角位移模块117(ADI ADXRS450)。
进一步的是，基于无线物联网的设备监测分析系统还包括设置于电池301下方的振动能量收集转换模块118(LTC3588-1(凌力尔特)，将动设备振动能量转换为电能，延长模块续航时间。可将旋转机械运行过程中产生的振动能转化为电能，然后给采集模块供电；与旋转机械运行过程中产生共振，切割磁感线产生电流，从而将振动能转化为电能，低功耗，能量转换模块增加，无需额外供电，使用时间更长)、生物传感器119(Owls Sensors)、齿轮转速传感器120(Hall Sensor(微雪电子))、液位计121(D2LS-A(能点科技))和压力传感器122(TPE-500C(tangio))。
优选地，基于无线物联网的设备监测分析系统还包括设置于电池301下方的微处理器123(STM32F103VCT6)。
值得一提的是，本发明专利申请涉及的外壳、上盖等技术特征应被视为现有技术，这些技术特征的具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可，不应被视为本发明专利的发明点所在，本发明专利不做进一步具体展开详述。
对于本领域的技术人员而言，依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于无线物联网的设备监测分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：多维度传感器对设备进行采集数据并且将数据通过无线传输的方式发送到边缘计算机；
步骤S2：边缘计算机对数据进行分析处理后形成特征信号并且将特征信号通过无线传输的方式发送到云平台；
步骤S3：云平台将接收的特征信号进行二次分析处理后发送给客户并且告知设备的劣化程度、故障产生原因和维修方式。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线物联网的设备监测分析方法，其特征在于，步骤S2与步骤S3之间还包括步骤S2.1：
云平台对特征信号定期进行分析处理并且为每台设备建立数据模型和提供优化制造方案。
3.根据权利要求1所述的一种基于无线物联网的设备监测分析方法，其特征在于，步骤S3具体实施为以下步骤：
步骤S3.1：获取同类设备不同工作状况下的信息并且进行比对；
步骤S3.2：获取同类设备不同时间段下的信息并且进行比对；
步骤S3.3：获取近似设备不同工作状况或者工作时间段下的信息并且进行比对；
步骤S3.4：将同类设备的不同工艺参数进行比对并且获取不同阶段所需要的能耗；
步骤S3.5：通过每台设备的特征频谱并且结合行业标准和专家经验，得出结论和形成算法。
4.根据权利要求1所述的一种基于无线物联网的设备监测分析方法，其特征在于，无线传输的方式包括WIFI、蓝牙、ZigBee、LORA、NB-IoT。
5.根据权利要求1所述的一种基于无线物联网的设备监测分析方法，其特征在于，多维度传感器包括三轴加速度计和三轴陀螺仪。
6.用于实施权利要求1-5任一项权利要求所述的一种基于无线物联网的设备监测分析方法的一种基于无线物联网的设备监测分析系统，包括外壳、上盖、电池仓和安装于所述电池仓的电池，其特征在于，还包括位于上盖和电池仓之间的4G模块、5G模块、NFC模块、WIFI模块、LORA模块、NB-IoT模块、蓝牙模块和ZigBee模块。
7.根据权利要求6所述的一种基于无线物联网的设备监测分析系统，其特征在于，基于无线物联网的设备监测分析系统还包括设置于上盖的指示灯、照明灯、启动键和隐藏复位孔。
8.根据权利要求7所述的一种基于无线物联网的设备监测分析系统，其特征在于，基于无线物联网的设备监测分析系统还包括设置于电池下方的六轴测振模块、测厚模块、声发射模块、测温模块和角位移模块。
9.根据权利要求8所述的一种基于无线物联网的设备监测分析系统，其特征在于，基于无线物联网的设备监测分析系统还包括设置于电池下方的振动能量收集转换模块、生物传感器、齿轮转速传感器、液位计和压力传感器。
10.根据权利要求9所述的一种基于无线物联网的设备监测分析系统，其特征在于，基于无线物联网的设备监测分析系统还包括设置于电池下方的微处理器。
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