CN216852367U - 基于nfc的无线振动传感器及设备状态监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于NFC的无线振动传感器及设备状态监测装置，该传感器包括处理器、传感单元、无线数据传输单元和电池单元；处理器与传感单元、无线数据传输单元相连以进行数据通信；电池单元与三者相连以进行供电；该传感器还包括NFC控制器、NFC读写装置、第一电子开关和第二电子开关；NFC控制器与处理器相连，NFC读写装置利用NFC技术通过NFC控制器激活或关闭处理器；第一电子开关位于电池单元与无线数据传输单元之间，第二电子开关位于电池单元与传感单元之间，第一电子开关和第二电子开关均与处理器相连，并分别在无线数据传输单元和传感单元工作时由处理器控制连通。本实用新型的无线振动传感器能够提高电池使用效率，同时保证密封效果。
Description
技术领域
本实用新型属于无线振动传感器领域，具体涉及一种基于NFC的无线振动传感器及设备状态监测装置。
背景技术
无线振动传感器是基于无线技术的机器状态监测装置，其可对旋转设备垂直、水平方向振动以及温度进行长期和实时监测，操作简单，且能够通过自动指示状态进行报警。其广泛应用于工业设备状态管理及监测控制系统，便于现场设备运行和维护人员实时监测设备状态，以及时发现问题，保证设备正常可靠运行。
无线振动传感器长期工作于高温高湿等恶劣的工业现场环境中，为了保证无线振动传感器长时间稳定工作，避免失效，需要对传感器进行密封处理。且无线振动传感器一般采用电池供电，为了增加传感器的总工作时长，要求其尽可能地提高电池的使用效率，即一方面要求其具有尽可能低的待机功耗，另一方面要求所有电路尽可能减少无效的工作时间。
目前，市场已有的无线振动传感器普遍采用的设备启停机方式有机械开关直接控制和无线指令控制。
其中机械开关又分为内置式和外置式。内置机械开关需要外壳可拆装，以便对传感器进行启停控制，因此无法做到强密封；外置机械开关由于有活动部件外置，密封性亦无法保证。故采用机械开关方式的传感器只能做到普通级的防尘防水，无法长期工作在高温高湿等恶劣工业现场环境中。
采用无线控制指令方式的传感器，虽然可以达到全密封，但是由于无线部分电路始终处于工作状态，会消耗一定的电池能耗，严重降低了电池的使用寿命，而电池使用寿命是无线振动传感器非常关键性的性能指标，直接决定着产品的维护和使用成本。
因此，亟需一种能够提高电池使用效率同时保证密封效果的无线振动传感器。
实用新型内容
针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种基于NFC的无线振动传感器及设备状态监测装置，以解决现有无线振动传感器不能同时兼顾电池使用效率和密封效果的问题。
本实用新型所采用的技术方案为：一种基于NFC的无线振动传感器，包括处理器、传感单元、无线数据传输单元和电池单元；其中，处理器与传感单元、无线数据传输单元相连以进行数据通信；电池单元与处理器、传感单元、无线数据传输单元相连以进行供电；
该传感器还包括NFC控制器、NFC读写装置、第一电子开关和第二电子开关；其中，NFC控制器与处理器相连，NFC读写装置利用NFC技术通过NFC控制器激活或关闭处理器；第一电子开关位于电池单元与无线数据传输单元之间的供电线路上，第二电子开关位于电池单元与传感单元之间的供电线路上，第一电子开关和第二电子开关均与处理器相连，并分别在无线数据传输单元和传感单元工作时由处理器控制连通。
进一步，NFC控制器、处理器、传感单元、无线数据传输单元、电池单元、第一电子开关和第二电子开关集成于一体，构成传感器本体。
进一步，NFC控制器内置有存储工作参数的存储器。
更进一步，处理器与NFC控制器之间设有数据通路，处理器通过数据通路读取存储器内的工作参数。
更进一步，NFC读写装置通过NFC控制器将工作参数写入存储器。
进一步，该传感器还包括无线数据接收单元，无线数据接收单元通过无线方式与无线数据传输单元进行通讯。
更进一步，无线方式包括蓝牙和WIFI。
进一步，处理器为低功耗处理器。
进一步，传感单元为温度、加速度敏感单元。
本实用新型还提供一种设备状态监测装置，该装置采用上述的基于NFC的无线振动传感器。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本实用新型利用NFC的无线特性可以让传感器保持全密封，利用NFC的无线加无源特性实现传感器的开启与关闭，能够提高传感器电池的使用效率；且在传感器待机状态下通过控制电子开关关闭传感单元以及无线数据传输单元的供电，可以进一步降低功耗，提高电池使用效率。
此外，传感器在关闭状态下能够通过外部NFC读写装置读写传感器NFC控制器的内置存储器，从而查看或者配置传感器的工作参数，无需消耗传感器电池电量，进一步提高了传感器电池的使用效率。
附图说明
图1为本实用新型实施例的基于NFC的无线振动传感器架构示意图。
图中：1-NFC控制器，2-处理器，3-传感单元，4-无线数据传输单元，5-第一电子开关，6-电池单元，7-第二电子开关，8-传感器本体，9-NFC读写装置。
具体实施方式
下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
本实用新型实施例的基于NFC的无线振动传感器，如图1所示，包括处理器2、传感单元3、无线数据传输单元4和电池单元6；其中，处理器2与传感单元3、无线数据传输单元4相连以进行数据通信；电池单元6与处理器2、传感单元3、无线数据传输单元4相连以进行供电；
该传感器还包括NFC控制器1、NFC读写装置9、第一电子开关5和第二电子开关7；其中，NFC控制器1与处理器2相连，NFC读写装置9利用NFC技术通过NFC控制器1激活或关闭处理器2；第一电子开关5位于电池单元6与无线数据传输单元4之间的供电线路上，第二电子开关7位于电池单元6与传感单元3之间的供电线路上，第一电子开关5和第二电子开关7均与处理器2相连，并分别在无线数据传输单元4和传感单元3工作时由处理器2控制连通。
进一步，NFC控制器1、处理器2、传感单元3、无线数据传输单元4、电池单元6、第一电子开关5和第二电子开关7集成于一体，构成传感器本体8。
其中，NFC控制器1内置有存储器，可以参数触发信号激活或关闭处理器2，并通过第一数据通信链路与处理器2交互数据。传感单元3负责采集数据，并将采集的数据转换为电信号通过第三数据通信链路发送给处理器2。在本实施例中，传感单元3为温度、加速度敏感单元。处理器2负责接收处理温度、加速度敏感单元的数据，根据NFC内部存储器中的参数处理接收到的数据，然后通过第二数据通信链路传给无线数据传输单元4。处理器2优选为低功耗处理器。无线数据传输单元4，用于将低功耗处理器处理后的数据发送给数据接收器。
电池单元6，负责整个系统的电源供电，包括处理器2、传感单元3和无线数据传输单元4。第一电子开关5，受低功耗处理器的控制可以断开或接通电池单元6到无线数据传输单元4的供电。第二电子开关7，受低功耗处理器的控制可以断开或接通电池单元6到温度及加速度敏感单元的供电。
外部NFC读写装置9，不是传感器本体8的一部分，可以读写传感器内部配置信息，并且可以从外部关闭和启动传感器。
该传感器还包括无线数据接收单元，无线数据接收单元通过无线方式与无线数据传输单元进行通讯，以接收传感单元的感测数据，其中无线方式为蓝牙或WIFI等。
该无线振动传感器在密封后依然可以从外部控制开启、关闭以及配置，利用外部NFC读写装置降低了无线传感器关闭状态下开关控制器及参数配置的电源损耗，延长了传感器的使用寿命。此外，一方面通过控制电子开关的通断，降低了系统的待机功耗，另一方面实现无线传输方式且无电池能量损耗的参数配置及状态查看，大大延长了电池使用寿命。
本实施例中传感器的使用步骤如下：
①生产阶段。在产品内部的板卡生产并通过检验后，通过外部NFC读写装置将系统设置为待机状态，完成产品的组装密封。此时低功耗处理器除外部触发唤醒功能启用外，其它功能全部处于关闭状态，系统待机功耗极低，传感器只能通过外部NFC读写装置激活。
②现场部署。根据现场待测设备的不同，将测量的采样率、频带范围、测量周期等参数通过外部NFC读写装置写入到传感器的NFC控制器存储器内，此过程中无需激活传感器，不消耗额外的电池电量。
③待传感器安装完成后，通过外部的NFC读写装置激活传感器，让传感器启动并读取NFC控制器存储器内的配置信息，然后系统先打开第二电子开关，给温度、加速度敏感单元部分供电，完成测量，待低功耗处理器读取敏感单元数据后，系统会将第二电子开关关闭并打开第一电子开关，给无线数据传输单元供电，通过无线数据传输单元将测量结果发送出去，然后关闭第一电子开关，接着系统进入休眠状态，此时低功耗处理器的外部触发唤醒功能和低功耗处理器内置的RTC定时器功能处于启用状态，其它功能全部处于关闭状态，根据配置的测量周期，每隔特定的时间RTC定时器会自动唤醒传感器，进行下一次测量。
④如果传感器工作过程中想要关闭传感器，也可通过外部NFC读写装置将传感器关闭。
本实用新型的无线振动传感器利用NFC的无源特性，在不消耗内部电池状态能够通过外部NFC读写装置控制无线传感器内部的NFC控制器，产生触发信号，激活内部低功耗处理器，从而打开无线传感器。当需要关闭传感器时，在运行状态下再次给出触发信号，低功耗处理器自动关闭整个电路。
在关机状态下能够通过外部NFC读写装置读写传感器NFC控制器的内置存储器，从而查看或者配置传感器的工作参数，低功耗处理器在激活后通过数据接口读写NFC控制器存储的参数，且在配置和查看无线传感器参数时无需消耗电池电量，提高了电池的使用效率。
低功耗处理器在待机状态下通过控制电子开关，关闭温度、加速度敏感单元以及无线数据传输单元的供电，能够进一步降低系统的待机功耗，延长电池使用寿命。
本实用新型还提供一种设备状态监测装置，该装置采用上述的基于NFC的无线振动传感器，以监测设备状态，及时发现问题，保证设备正常可靠运行。
本领域的技术人员容易理解，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于NFC的无线振动传感器，其特征在于，包括处理器、传感单元、无线数据传输单元和电池单元；其中，处理器与传感单元、无线数据传输单元相连以进行数据通信；电池单元与处理器、传感单元、无线数据传输单元相连以进行供电；
该传感器还包括NFC控制器、NFC读写装置、第一电子开关和第二电子开关；其中，NFC控制器与处理器相连，NFC读写装置利用NFC技术通过NFC控制器激活或关闭处理器；第一电子开关位于电池单元与无线数据传输单元之间的供电线路上，第二电子开关位于电池单元与传感单元之间的供电线路上，第一电子开关和第二电子开关均与处理器相连，并分别在无线数据传输单元和传感单元工作时由处理器控制连通。
2.根据权利要求1所述的基于NFC的无线振动传感器，其特征在于，NFC控制器、处理器、传感单元、无线数据传输单元、电池单元、第一电子开关和第二电子开关集成于一体，构成传感器本体。
3.根据权利要求1所述的基于NFC的无线振动传感器，其特征在于，NFC控制器内置有存储工作参数的存储器。
4.根据权利要求3所述的基于NFC的无线振动传感器，其特征在于，处理器与NFC控制器之间设有数据通路，处理器通过数据通路读取存储器内的工作参数。
5.根据权利要求3所述的基于NFC的无线振动传感器，其特征在于，NFC读写装置通过NFC控制器将工作参数写入存储器。
6.根据权利要求1所述的基于NFC的无线振动传感器，其特征在于，该传感器还包括无线数据接收单元，无线数据接收单元通过无线方式与无线数据传输单元进行通讯。
7.根据权利要求6所述的基于NFC的无线振动传感器，其特征在于，无线方式包括蓝牙和WIFI。
8.根据权利要求1所述的基于NFC的无线振动传感器，其特征在于，处理器为低功耗处理器。
9.根据权利要求1所述的基于NFC的无线振动传感器，其特征在于，传感单元为温度、加速度敏感单元。
10.一种设备状态监测装置，其特征在于，采用权利要求1至9中任意一项所述的基于NFC的无线振动传感器。
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