一種面向機(jī)械故障監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集和傳輸裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種433M射頻模塊和4G網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集和傳輸裝置，主要面向大型機(jī)械故障監(jiān)測(cè)。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由若干監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，若干數(shù)據(jù)傳輸中轉(zhuǎn)站和一個(gè)數(shù)據(jù)終端組成，并采用以多個(gè)數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站為特點(diǎn)的兩級(jí)星型網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式。采集節(jié)點(diǎn)集成了433M射頻模塊和加速度傳感器模塊，數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站裝有433M射頻模塊和4G網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊。采集節(jié)點(diǎn)采用433M射頻模塊發(fā)送機(jī)械振動(dòng)信號(hào)到數(shù)據(jù)傳輸中轉(zhuǎn)站，再由中轉(zhuǎn)站通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)終端。本實(shí)用新型利用433M無(wú)線射頻技術(shù)的體積小、低功耗、低成本、高度模塊化的特點(diǎn)并結(jié)合4G網(wǎng)絡(luò)高速數(shù)據(jù)傳輸速率的特點(diǎn)，可以滿足絕大部分機(jī)械振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)的需求。
【專利說(shuō)明】
一種面向機(jī)械故障監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集和傳輸裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種面向機(jī)械故障監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集和傳輸裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在科學(xué)技術(shù)的影響下，現(xiàn)代工業(yè)已經(jīng)完成了對(duì)設(shè)備的大型化、系列化、精密化以及自動(dòng)化的升級(jí)改造，這對(duì)于產(chǎn)品成本降低、環(huán)境能源保護(hù)和經(jīng)濟(jì)效益提高都有突出貢獻(xiàn)，但是同時(shí)也對(duì)于機(jī)械設(shè)備的可維護(hù)性提出了更高的要求。大型機(jī)械設(shè)備如果發(fā)生故障就會(huì)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線甚至是整個(gè)工廠產(chǎn)生影響，這造成的經(jīng)濟(jì)損失是不可估量的。
[0003]有線振動(dòng)故障監(jiān)測(cè)技術(shù)雖然滿足了一些機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)需求，但是對(duì)于一些環(huán)境復(fù)雜的監(jiān)測(cè)位置有線監(jiān)測(cè)的方法會(huì)增大電纜的鋪設(shè)量、增加布線難度、加大設(shè)備運(yùn)行成本，無(wú)線監(jiān)測(cè)的優(yōu)點(diǎn)便凸顯出來(lái)了。
[0004]433M無(wú)線射頻技術(shù)具有體積小、低功耗、低成本、高度模塊化等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于無(wú)線傳輸領(lǐng)域。但是433M無(wú)線射頻技術(shù)的功耗會(huì)隨著傳播距離的增大而迅速增大。4G網(wǎng)絡(luò)能夠以10Mbps以上的速度盡心下載，能夠滿足幾乎所有用戶對(duì)于無(wú)線服務(wù)的要求，有著無(wú)法比擬的優(yōu)越性。本實(shí)用新型利用433M無(wú)線射頻技術(shù)的體積小、低功耗、低成本、高度模塊化的特點(diǎn)并結(jié)合4G網(wǎng)絡(luò)高速數(shù)據(jù)傳輸速率的特點(diǎn)，可以滿足絕大部分機(jī)械振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)的需求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的就在于開發(fā)一種以433M射頻技術(shù)和4G網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的靈活的機(jī)械故障監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集和傳輸裝置，從而來(lái)彌補(bǔ)現(xiàn)有有線監(jiān)測(cè)設(shè)備的電纜鋪設(shè)量大、布線難度高、設(shè)備成本高以及單個(gè)無(wú)線設(shè)備的高功耗、低傳輸速率的缺點(diǎn)。
[0006]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0007]本實(shí)用新型所述的一種面向機(jī)械故障監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集和傳輸裝置利用無(wú)線傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行故障監(jiān)測(cè)，其特征在于利用433M射頻模塊和4G網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的兩級(jí)星型結(jié)構(gòu)組網(wǎng)方式通信。
[0008]整個(gè)系統(tǒng)有若干采集節(jié)點(diǎn)A，若干數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站B和一個(gè)數(shù)據(jù)終端C組成，采集節(jié)點(diǎn)A裝有433M射頻模塊和傳感器模塊，數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站B裝有433M射頻模塊和4G網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊。
[0009]采集節(jié)點(diǎn)A采用STM32作為核心控制器，并且安裝了433M射頻模塊、加速度傳感器模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊以及供電模塊，加速度傳感器模塊是監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的來(lái)源，然后將采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，再通過(guò)433M射頻模塊發(fā)送到本節(jié)點(diǎn)所在的數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站B，所有模塊都通過(guò)供電模塊進(jìn)行供電。
[0010]數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站B采用STM32作為核心控制器，并且安裝了433M射頻模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊以及4G網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊，433M射頻模塊接收采集節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中并由4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到數(shù)據(jù)終端，數(shù)據(jù)終端C采用支持4G網(wǎng)絡(luò)的臺(tái)式機(jī)或者筆記本電腦。
[0011]無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)采用以多個(gè)數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站為特點(diǎn)的兩級(jí)星型網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式，第一級(jí)星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站B為網(wǎng)絡(luò)中心，以采集節(jié)點(diǎn)A為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，采用433M射頻通信。第二級(jí)星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以數(shù)據(jù)終端C作為網(wǎng)絡(luò)中心，以數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站B作為節(jié)點(diǎn)，采用4G網(wǎng)絡(luò)通信。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1給出了本實(shí)用新型采集節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)方框圖
[0013]圖2給出了本實(shí)用新型數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站的結(jié)構(gòu)方框圖
[0014]圖3是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)組網(wǎng)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為使使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方法作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0016]圖1給出了本實(shí)用新型采集節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0017]采集節(jié)點(diǎn)A的控制電路板2采用STM32作為核心控制器并集成了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，結(jié)合433M射頻模塊4、加速度傳感器模塊5、以及供電模塊I實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與傳輸。將采集節(jié)點(diǎn)A通過(guò)安裝底座3上的螺孔6安裝在旋轉(zhuǎn)機(jī)械被監(jiān)測(cè)點(diǎn)，通過(guò)加速度傳感器模塊5采集振動(dòng)信號(hào)，然后將采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，再通過(guò)433M射頻模4塊發(fā)送到本節(jié)點(diǎn)所在的數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站B，所有模塊都通過(guò)供電模塊I進(jìn)行供電。
[0018]圖2給出了本實(shí)用新型數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0019]數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站B控制電路板2采用STM32作為核心控制器并集成了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，結(jié)合433M射頻模塊4和4G網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊5進(jìn)行數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)。數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站B由安裝底座3上的螺孔6進(jìn)行固定，通過(guò)433M射頻模塊4接收采集節(jié)點(diǎn)A發(fā)出的數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中，隨后由4G網(wǎng)絡(luò)5發(fā)送到數(shù)據(jù)終端C，數(shù)據(jù)終端C采用支持4G網(wǎng)絡(luò)的臺(tái)式機(jī)或者筆記本電腦，所有模塊都通過(guò)供電模塊I進(jìn)行供電。
[0020]圖3給出了本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)組網(wǎng)圖。
[0021]無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)采用以多個(gè)數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站為特點(diǎn)的兩級(jí)星型網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式，第一級(jí)星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站B為網(wǎng)絡(luò)中心、以采集節(jié)點(diǎn)A為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，采用433M射頻通信。第二級(jí)星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以數(shù)據(jù)終端C作為網(wǎng)絡(luò)中心、以數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站B作為節(jié)點(diǎn)，采用4G網(wǎng)絡(luò)通信。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種面向機(jī)械故障監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集和傳輸裝置，其特征在于:利用433M射頻模塊和4G網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的組網(wǎng)方式通信，整個(gè)系統(tǒng)有若干采集節(jié)點(diǎn)，若干數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站和一個(gè)數(shù)據(jù)終端組成，并采用以多個(gè)數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站為特點(diǎn)的兩級(jí)星型網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式，采集節(jié)點(diǎn)裝有433M射頻模塊和加速度傳感器模塊，數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站裝有433M射頻模塊和4G網(wǎng)絡(luò)收發(fā)豐旲塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向機(jī)械故障監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集和傳輸裝置，其特征在于:所述的采集節(jié)點(diǎn)采用STM32作為核心控制器，并且安裝了 433M射頻模塊、加速度傳感器模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊以及供電模塊，加速度傳感器模塊是監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的來(lái)源，然后將采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，再通過(guò)433M射頻模塊發(fā)送到本節(jié)點(diǎn)所在的數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站，所有模塊都通過(guò)供電模塊進(jìn)行供電。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向機(jī)械故障監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集和傳輸裝置，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站采用STM32作為核心控制器，并且安裝了 433M射頻模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊以及4G網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊，433M射頻模塊接收采集節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中并由4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到數(shù)據(jù)終端。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向機(jī)械故障監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集和傳輸裝置，其特征在于:數(shù)據(jù)終端采用支持4G網(wǎng)絡(luò)的臺(tái)式機(jī)或者筆記本電腦。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向機(jī)械故障監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集和傳輸裝置，其特征在于:無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)采用以多個(gè)數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站為特點(diǎn)的兩級(jí)星型網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式，第一級(jí)星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站為網(wǎng)絡(luò)中心，以采集節(jié)點(diǎn)為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，采用433M射頻通信，第二級(jí)星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以數(shù)據(jù)終端作為網(wǎng)絡(luò)中心，以數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站作為節(jié)點(diǎn)，采用4G網(wǎng)絡(luò)通信。
【文檔編號(hào)】G08C17/02GK205666853SQ201620556264
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月12日
【發(fā)明人】溫江濤, 榮博璇, 于洋
【申請(qǐng)人】燕山大學(xué)