CN111504452A - 监测设备和振动异常判断方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能设备技术领域，具体涉及一种监测设备和振动异常判断方法。其中，监测设备包括：振动传感器、处理器、数据通讯组件、供电组件；振动传感器、数据通讯组件和供电组件与处理器连接；振动传感器用于实时采集振动信息，振动信息包括振动速度和/或加速度；处理器，用于根据振动传感器采集的振动信息计算振动振幅；数据通讯组件发送振动振幅至服务器，服务器根据接收到的振动振幅判断监测设备是否出现异常。解决了现有技术中需要传输振动波形至服务器，数据采集量大，功耗大且传输所需耗费的资源也较大的问题，达到了可以降低监测设备的数据采集量、功耗以及传输所需耗费的资源的效果。

Description

监测设备和振动异常判断方法

技术领域

本申请涉及一种监测设备和振动异常判断方法，属于智能设备技术领域。

背景技术

振动是生产过程中极其普遍的物理现象，是物体围绕平衡位置所做的往复运动。为了说明振动的性质，大多使用振幅、频率、相位三种参数表示振动。通过振动传感器能够对振动的激烈程度、振动的原因及不良部位等进行定性的分析。每个振动传感器也可以通过通信模组将数据远传到服务器，进行存储和分析。

现有的振动传感器技术，采用实时传感器，采样率在20K以上，传送实时波形，设备本身不参与计算，由集中采集器进行数据传输，由服务器进行数据处理和判断。这样的技术，数据采集量大，需要预先精密建模，通过有线或wifi接入，需要外接电源，功耗大，可定性判断故障点，一般用于核心、汇聚设备，不适用于成本低、大批量使用的外围生产设备。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种监测设备和振动异常判断方法，以解决现有技术中的问题。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种监测设备，包括：

振动传感器、处理器、数据通讯组件、供电组件；

所述振动传感器、所述数据通讯组件和所述供电组件与所述处理器连接；

所述振动传感器用于实时采集振动信息，所述振动信息包括振动速度和/或加速度；

所述处理器，用于根据所述振动传感器采集的所述振动信息计算振动振幅；

所述数据通讯组件发送所述振动振幅至服务器，所述服务器根据接收到的振动振幅判断所述监测设备是否出现异常。

可选的，所述设备还包括温度传感器，所述温度传感器用于采集温度信息。

可选的，所述设备还包括与所述处理器连接的定位组件，所述定位组件用于采集定位信息。

可选的，所述数据通讯组件包括通用异步手法传输器UART接口、输入输出I/O接口、电源接口、处理芯片、远距离无线电lora通信芯片和射频天线接口；

所述UART接口、所述I/O接口、所述电源接口以及所述lora通信芯片与所述处理芯片连接；

所述lora通信芯片与所述射频天线接口连接。

第二方面，提供了一种振动异常判断方法，用于设置有振动传感器的监测设备中，所述方法包括：

通过所述振动传感器实时采集所述监测设备的振动信息，所述振动信息包括振动速度和/或加速度；

根据所述振动信息计算振动振幅；

发送所述振动振幅至服务器；所述服务器根据接收到的振动振幅判断所述监测设备是否出现异常。

第三方面，提供了一种振动异常判断方法，用于服务器中，所述方法包括：

接收监测设备定时发送的振动振幅；

根据接收到的n个振动振幅计算振幅最高预警值和振幅最低预警值；

在第n+1个振动振幅大于所述振幅最高预警值或者小于所述振幅最低预警值时，输出所述监测设备振动异常的提示信息。

可选的，所述方法还包括：

在所述第n+1个振动振幅处于所述振幅最低预警值和所述振幅最高预警值之间时，将n+1，并再次执行所述根据接收到的n个振动振幅计算振幅最高预警值和振幅最低预警值的步骤。

可选的，所述根据接收到的n个振动振幅计算振幅最高预警值和振幅最低预警值，包括：

计算所述n个振动振幅的平均振幅Xavg；

根据所述平均振幅Xavg和所述n个振动振幅中的最大值Xmax计算所述振幅最高预警值；

根据所述平均振幅Xavg和所述n个振动振幅中的最小值Xmin计算所述振幅最低预警值。

可选的，所述根据所述平均振幅Xavg和所述n个振动振幅中的最大值Xmax计算所述振幅最高预警值，包括：

所述振幅最高预警值Xtop＝Xmax+(Xmax-Xavg)×ρ，ρ为预警阈值。

可选的，所述根据所述平均振幅Xavg和所述n个振动振幅中的最小值Xmin计算所述振幅最低预警值，包括：

所述振幅最低预警值Xbot＝Xmin-(Xavg-Xmin)×ρ，ρ为预警阈值。

可选的，所述方法还包括：

若连续m个振动振幅均大于所述振幅最高预警值或者小于所述振幅最低预警值，则输出报警信息，m为大于等于2的整数。

通过在采集到振动信息之后，计算振动振幅，并发送计算得到的振动振幅至服务器，服务器根据振动振幅来判断是否出现异常，解决了现有技术中需要传输振动波形至服务器，数据采集量大，功耗大且传输所需耗费的资源也较大的问题，达到了可以降低监测设备的数据采集量、功耗以及传输所需耗费的资源的效果。同时，上述方案通过输出振动振幅至服务器，采用服务器振幅算法来判断监测设备是否出现异常，可广泛用于非核心、低成本生产设备的监测。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是根据本发明实施例的监测设备的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的数据通讯组件的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的振动异常判断方法的方法流程图；

图4是根据本发明实施例的振动异常判断方法的另一方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本申请的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。

请参考图1，其示出了本申请一个实施例提供的监测设备的结构示意图，如图1所示，该监测设备包括：

振动传感器11、处理器12、数据通讯组件13、供电组件14；

所述振动传感器11、所述数据通讯组件13和所述供电组件14与所述处理器12连接；

所述振动传感器11用于实时采集振动信息，所述振动信息包括振动速度和/或加速度；

所述处理器12，用于根据所述振动传感器11采集的所述振动信息计算振动振幅；

所述数据通讯组件13发送所述振动振幅至服务器，所述服务器根据接收到的振动振幅判断所述监测设备是否出现异常。

综上所述，本实施例提供的监测设备，通过在采集到振动信息之后，计算振动振幅，并发送计算得到的振动振幅至服务器，服务器根据振动振幅来判断是否出现异常，解决了现有技术中需要传输振动波形至服务器，数据采集量大，功耗大且传输所需耗费的资源也较大的问题，达到了可以降低监测设备的数据采集量、功耗以及传输所需耗费的资源的效果。同时，上述方案通过输出振动振幅至服务器，采用服务器振幅算法来判断监测设备是否出现异常，可广泛用于非核心、低成本生产设备的监测。

可选的，所述设备还包括温度传感器15，所述温度传感器15用于采集温度信息。处理器12可以根据温度传感器15采集到的温度信息来控制监测设备，又或者将温度传感器15采集到的温度信息通过数据通讯组件13发送至外部设备，本实施例在此并不做限定。

在上述实施例中，监测设备还可以包括与数据通讯组件13连接的射频天线16，通过射频天线16接收或者发送数据。

可选的，所述设备还包括与所述处理器12连接的定位组件17，所述定位组件17用于采集定位信息。定位组件17可以为GPS(Global Positioning System，全球定位系统)、基站或者北斗等等。

可选的，供电组件14可以包括电源管理组件和电池。

可选的，请参考图2，所述数据通讯组件13包括UART(Universal AsynchronousReceiver/Transmitter，通用异步手法传输器)接口、I/O(input/output，输入输出)接口、电源接口、处理芯片、远距离无线电lora通信芯片和射频天线接口；

所述UART接口、所述I/O接口、所述电源接口以及所述lora通信芯片与所述处理芯片连接；

所述lora通信芯片与所述射频天线接口连接。

UART接口用于对处理芯片进行串行通信和并行通信的控制。

I/O接口用于输入输出数据。比如，在需要发送振动振幅至服务器时，I/O接口可以将振动振幅输入到处理芯片，并通过lora通信芯片、射频天线接口将振动振幅发送至服务器。又比如，在接收外部设备发送的数据时，处理芯片可以将从射频天线接口接收到的数据经过lora通信芯片、I/O将数据输出至处理器12。

需要补充说明的是，以上仅以监测设备中包括上述组件来举例说明，实际实现时，根据实际应用需求，监测设备中还可以包括其他组件，本实施例对此并不做限定。

请参考图3，其示出了本申请一个实施例提供的振动异常判断方法的方法流程图，本实施例以该方法用于以上实施例所述的监测设备中，如图3所示，该方法包括：

步骤301，通过所述振动传感器实时采集所述监测设备的振动信息，所述振动信息包括振动速度和/或加速度；

可选的，在振动传感器采集数据之前，监测设备处于唤醒状态。比如，监测设备开机或者定时唤醒时，振动传感器采集上述振动信息。而在监测设备处于休眠状态或者关机状态时，振动传感器不再执行采集。

实际实现时，振动传感器可以每隔预定时间间隔采集预设条数的振动信息，比如，每隔1秒采集一条振动信息，并采集1万条信息。

步骤302，根据所述振动信息计算振动振幅；

在振动传感器每采集一条振动信息时，监测设备中的处理器可以根据采集到的振动信息计算平均振幅。

步骤303，发送所述振动振幅至服务器；所述服务器根据接收到的振动振幅判断所述监测设备是否出现异常。

结合图1，监测设备可以通过数据通讯组件定时发送振动振幅至服务器。

综上所述，本实施例提供的振动异常判断方法，通过在采集到振动信息之后，计算振动振幅，并发送计算得到的振动振幅至服务器，服务器根据振动振幅来判断是否出现异常，解决了现有技术中需要传输振动波形至服务器，数据采集量大，功耗大且传输所需耗费的资源也较大的问题，达到了可以降低监测设备的数据采集量、功耗以及传输所需耗费的资源的效果。同时，上述方案通过输出振动振幅至服务器，采用服务器振幅算法来判断监测设备是否出现异常，可广泛用于非核心、低成本生产设备的监测。

请参考图4，其示出了本申请一个实施例提供的振动异常判断方法的方法流程图，本实施例以该方法用于服务器中，如图4所示，该方法包括：

步骤401，接收监测设备定时发送的振动振幅；

结合上述监测设备侧的方法，监测设备发送振动振幅之后，服务器可以相应的接收到振动振幅。

步骤402，根据接收到的n个振动振幅计算振幅最高预警值和振幅最低预警值；

步骤403，在第n+1个振动振幅大于所述最高预警值或者小于所述最低预警值时，输出所述监测设备振动异常的提示信息。

在接收到第n+1个振动振幅时，检测第n+1个振动振幅与振幅最高预警值和振幅最低预警值之间的大小关系，设接收到的n个振动振幅分别为：X1，X2，X3，…，Xn，则在Xn+1大于振幅最高预警值Xtop，或者，Xn+1小于振幅最低预警值Xbot时，判断监测设备判断异常，输出提示信息。

而在Xbot＜Xn+1＜Xtop时，则表示目前监测设备正常。

可选的，在监测设备正常时，则服务器可以将n更新为n+1，并再次执行步骤402，更新振幅最高预警值和振幅最低预警值。这也就是说，服务器将再次计算平均振幅、振幅最高预警值和振幅最低预警值。

可选的，服务器还可以输出提示用于人为干预的提示信息，在用户判定为正常时，则根据上述判断结果为监测设备正常的处理方式进行处理，反之，则用户根据个人需求来处理故障。

综上所述，本实施例提供的振动异常判断方法，接收监测设备发送的振动振幅，根据振动振幅来判断是否出现异常，解决了现有技术中需要传输振动波形至服务器，数据采集量大，功耗大且传输所需耗费的资源也较大的问题，达到了可以降低监测设备的数据采集量、功耗以及传输所需耗费的资源的效果。同时，上述方案通过输出振动振幅至服务器，采用服务器振幅算法来判断监测设备是否出现异常，可广泛用于非核心、低成本生产设备的监测。

在上述实施例中，步骤402可以包括：

第一，计算所述n个振动振幅的平均振幅Xavg；

设接收到的n个振动振幅分别为：X1，X2，X3，…，Xn，则平均振幅Xavg＝(X1+X2+X3+……+Xn)/n。

第二，根据所述平均振幅Xavg和所述n个振动振幅中的最大值Xmax计算所述最高预警值；

所述最高预警值Xtop＝Xmax+(Xmax-Xavg)×ρ，ρ为预警阈值。

第三，根据所述平均振幅Xavg和所述n个振动振幅中的最小值Xmin计算所述最低预警值。

所述最低预警值Xbot＝Xmin-(Xavg-Xmin)×ρ，ρ为预警阈值。

其中，根据应用场景的不同，ρ可以设置为不同的数值，达到了可以动态变化预警数值，；灵活的判断设备故障的效果。

另外，在步骤403中，若连续m个振动振幅均大于所述振幅最高预警值或者小于所述振幅最低预警值，则说明此时监测设备可能出现故障，此时，可以输出报警信息，提示用户人为干预。

本申请一个实施例还提供了一种振动异常判断装置，所述装置包括存储器和处理器，所述存储器中存储有至少一条程序指令，所述处理器通过加载并执行所述至少一条程序指令以实现上述所述的振动异常判断方法。

本申请一个实施例还提供了一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有至少一条程序指令，所述至少一条程序指令被处理器加载并执行以实现上述所述的振动异常判断方法。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种监测设备，其特征在于，所述设备包括：

振动传感器、处理器、数据通讯组件、供电组件；

所述振动传感器、所述数据通讯组件和所述供电组件与所述处理器连接；

所述振动传感器用于实时采集振动信息，所述振动信息包括振动速度和/或加速度；

所述处理器，用于根据所述振动传感器采集的所述振动信息计算振动振幅；

所述数据通讯组件发送所述振动振幅至服务器，所述服务器根据接收到的振动振幅判断所述监测设备是否出现异常。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括温度传感器，所述温度传感器用于采集温度信息。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述数据通讯组件包括通用异步手法传输器UART接口、输入输出I/O接口、电源接口、处理芯片、远距离无线电lora通信芯片和射频天线接口；

所述UART接口、所述I/O接口、所述电源接口以及所述lora通信芯片与所述处理芯片连接；

所述lora通信芯片与所述射频天线接口连接。

4.一种振动异常判断方法，其特征在于，用于设置有振动传感器的监测设备中，所述方法包括：

通过所述振动传感器实时采集所述监测设备的振动信息，所述振动信息包括振动速度和/或加速度；

根据所述振动信息计算振动振幅；

发送所述振动振幅至服务器；所述服务器根据接收到的振动振幅判断所述监测设备是否出现异常。

5.一种振动异常判断方法，其特征在于，用于服务器中，所述方法包括：

接收监测设备定时发送的振动振幅；

根据接收到的n个振动振幅计算振幅最高预警值和振幅最低预警值；

在第n+1个振动振幅大于所述振幅最高预警值或者小于所述振幅最低预警值时，输出所述监测设备振动异常的提示信息。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述第n+1个振动振幅处于所述振幅最低预警值和所述振幅最高预警值之间时，将n+1，并再次执行所述根据接收到的n个振动振幅计算振幅最高预警值和振幅最低预警值的步骤。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据接收到的n个振动振幅计算振幅最高预警值和振幅最低预警值，包括：

计算所述n个振动振幅的平均振幅Xavg；

根据所述平均振幅Xavg和所述n个振动振幅中的最大值Xmax计算所述振幅最高预警值；

根据所述平均振幅Xavg和所述n个振动振幅中的最小值Xmin计算所述振幅最低预警值。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述平均振幅Xavg和所述n个振动振幅中的最大值Xmax计算所述振幅最高预警值，包括：

所述振幅最高预警值Xtop＝Xmax+(Xmax-Xavg)×ρ，ρ为预警阈值。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述平均振幅Xavg和所述n个振动振幅中的最小值Xmin计算所述振幅最低预警值，包括：

所述振幅最低预警值Xbot＝Xmin-(Xavg-Xmin)×ρ，ρ为预警阈值。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若连续m个振动振幅均大于所述振幅最高预警值或者小于所述振幅最低预警值，则输出报警信息，m为大于等于2的整数。

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