一种基于嵌入式无线网络传感的多机效能实时监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于嵌入式无线网络传感的多机效能实时监测系统，包括下位机、上位机；所述下位机包括：无线传感器测量模块、智能分析模块、人机交互模块、传输模块和电源模块；所述上位机部分包括用于接受下位机的传输装置所传送数据的通信模块和用于储存、分析数据的服务器模块。本发明专利技术通过一种嵌入式感控单元和被控物理对象在网络环境中高度集成交互的新型智能装置，具有实时、鲁棒、自治、高效和高性能等特点，可多决策和自主优化。在电机和负荷的不确定性增加的情形下,易于实现多电机能耗的实时监测,实现实时在线监测，大大降低了系统的成本,实现软件的高度复用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电机效能监测装置的
，特别是实现了一种基于嵌入式无线传感网络的多机效能实时监测系统的

技术介绍
目前，整个能源消费量中70％是由工业所消费。我国工业生产过程中大量使用中小型电动机的拖动系统，而诸多电机中三相异步电机因其性价比较高，结实耐用，占据约90％的比例，通常可以占到企业电能消耗的30％～40％，如果能对其能耗进行实时监测计算，可为国内电机系统节能技改提供重要依据。我国将电机能效分为三级，能效一级为超高效电机，能效二级为高效电机，能效三级为普通电机。而高效电机的占有率不到市场的10％，国内外各专家学者先后提出了各种提高电机能效的方案，美国、欧盟等国在电机产品领域也发布了相关法律法规、技术标准。以上海电科系统能效检测有限公司为例，该公司拥有先进完备的现场能效检测能力和设备，现场能效检测系统可在各种复杂工况下，不停机不断电不影响正常生产，对各类电机的电压、电流、效率等参数进行检测，并根据记录的数据应用专业分析软件，对各类系统进行诊断评估。国外的艾默生集团已经研制了远距离监测、高精度的监测仪器。综上，实现电机节点参数的综合监测，不仅需要充分考虑监测终端测试设备的简易性、便携性，还需要考虑分布式节点数据的实时传输与统一协调管理。然而，市面上的大部分电机效能监测分析仪器将功能均集成在便携式设备上，仪器设备的造价较高，而且没有远程互联功能，无法实现在线的实时监测与设备运行优化决策，而且产品与上位机的通讯基本上是一对一，没有对便携设备数据进行统一管理的管理平台，没有真正实现数据的网络化和共享化，更无法将各多电机节点进行统一监测并完成相关数据的智能分析。
技术实现思路
本专利技术的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种基于嵌入式无线网络传感的多机效能实时监测系统，能够在复杂的工业环境下，搭建整个系统的无线组网，保证下位机数据能有效地传送给上位机，保证系统稳定运行，从而大大减少布线上所带来的困难，便于装调测试，具有灵活的适应性与扩展性。为实现上述目的，本专利技术提出了一种基于嵌入式无线网络传感的多机效能实时监测系统，包括用于实时监测电机节点的下位机、与下位机进行通讯并汇总数据的上位机；所述下位机包括：用于对电机节点进行数据监测的无线传感器测量模块、用于对所采集的信号进行处理的智能分析模块、用于设置参数及观察计算结果的人机交互模块、用于建立下位机与上位机之间数据通信连接的传输模块和用于为各个模块供电的电源模块；所述上位机部分包括用于接受下位机的传输装置所传送数据的通信模块和用于储存、分析数据的服务器模块。作为优选，所述无线传感器测量模块包含用于连接并实时监测电机节点电压电流大小的钳形互感器、用于进行信号放大的信号调理模块、数模转换模块、无线通信模块和电源模块；所述的钳形互感器分别与转接模块连接，可以在分布式电机节点上快捷安装；所述信号调理模块包括信号跟随模块、反向求和模块和反向放大模块等；所述数模转换模块采用高精度外部AD；所述无线通信模块与用于数字信号分析与处理的嵌入式模块通过RS-232C接口相连。作为优选，所述智能分析模块以STM单片机芯片为核心，通过串口从无线传感器测量模块获取数字信号，并传输给电机效能运算模块。作为优选，所述人机交互模块包括触屏输入模块、彩屏输出模块等；所述人机交互模块通过STM单片机芯片来控制驱动芯片，进而在薄膜晶体管液晶显示器及投射式电容触摸屏上实现显示内容及触屏控制。作为优选，所述传输装置为无线传输装置；所述传感器与下位机、上位机与下位机之间通过无线网络联接，可以避免安装过程中进行布线，进而可快速地将上位机与一个或微电网内的多个下位机及下位机与一个或多个传感器进行数据连接。作为优选，所述上位机包括用于接受下位机的传输装置所传送的数据的通信模块和用于储存、加工通讯模块所获得的数据的服务器模块，实现多点监控，包含各种历史数据和当前数据的查询。本专利技术的有益效果：本专利技术通过一种嵌入式感控单元和被控物理对象在网络环境中高度集成交互的新型智能装置，采用多维异构的嵌入式计算网络，实现生产中电机设备互联和信息融合，具有实时、鲁棒、自治、高效和高性能等特点，可多决策和自主优化。在电机和负荷的不确定性增加的情形下,实时获取电力系统的电压、电流、相位、功率、能耗等电量数据，易于实现多电机能耗的实时监测。仅需知道电机系统设备的基本参数，结合无线传感网络与嵌入式技术完成电机速度二次估计分析，在此基础上实现多电机效能的实时在线监测，而且模块化的软硬件设计大大降低了系统的成本。辅以计算机终端实现部分功能软件，不仅可以利用计算机终端的成熟硬件设备，还可以实现软件的高度复用。本专利技术的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。【附图说明】图1是本专利技术一种基于嵌入式无线网络传感的多机效能实时监测系统的系统结构示意图；图2是本专利技术一种基于嵌入式无线网络传感的多机效能实时监测系统的无线传感器测量模块结构示意图；图3是本专利技术一种基于嵌入式无线网络传感的多机效能实时监测系统的上位机结构示意图；图4是本专利技术一种基于嵌入式无线网络传感的多机效能实时监测系统的二次辨识算法流程图。【具体实施方式】参阅图1、图2、图3和图4，本专利技术一种基于嵌入式无线网络传感的多机效能实时监测系统，包括用于实时监测电机节点的下位机、与下位机进行通讯并汇总数据的上位机；所述下位机包括：用于对电机节点进行数据监测的无线传感器测量模块、用于对所采集的信号进行处理的智能分析模块、用于设置参数及观察计算结果的人机交互模块、用于建立下位机与上位机之间数据通信连接的传输模块和用于为各个模块供电的电源模块；所述上位机部分包括用于接受下位机的传输装置所传送数据的通信模块和用于储存、分析数据的服务器模块。所述无线传感器测量模块包含用于连接并实时监测电机节点电压电流大小的钳形互感器、用于进行信号放大的信号调理模块、数模转换模块、无线通信模块和电源模块；所述的钳形互感器分别与转接模块连接，可以在分布式电机节点上快捷安装；所述信号调理模块包括信号跟随模块、反向求和模块和反向放大模块等；所述数模转换模块采用高精度外部AD；所述无线通信模块与用于数字信号分析与处理的嵌入式模块通过RS-232C接口相连；所述智能分析模块以STM单片机芯片为核心，通过串口从无线传感器测量模块获取数字信号，并传输给电机效能运算模块；所述人机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于嵌入式无线网络传感的多机效能实时监测系统，其特征在于：包括用于实时监测电机节点的下位机、与下位机进行通讯并汇总数据的上位机；所述下位机包括：用于对电机节点进行数据监测的无线传感器测量模块、用于对所采集的信号进行处理的智能分析模块、用于设置参数及观察计算结果的人机交互模块、用于建立下位机与上位机之间数据通信连接的传输模块和用于为各个模块供电的电源模块；所述上位机部分包括用于接受下位机的传输装置所传送数据的通信模块和用于储存、分析数据的服务器模块。

【技术特征摘要】
1.一种基于嵌入式无线网络传感的多机效能实时监测系统，其特征在于：包括
用于实时监测电机节点的下位机、与下位机进行通讯并汇总数据的上位机；
所述下位机包括：用于对电机节点进行数据监测的无线传感器测量模块、用
于对所采集的信号进行处理的智能分析模块、用于设置参数及观察计算结果
的人机交互模块、用于建立下位机与上位机之间数据通信连接的传输模块和
用于为各个模块供电的电源模块；所述上位机部分包括用于接受下位机的传
输装置所传送数据的通信模块和用于储存、分析数据的服务器模块。
2.如权利要求1所述的一种基于嵌入式无线网络传感的多机效能实时监测系
统，其特征在于：所述无线传感器测量模块包含用于连接并实时监测电机节
点电压电流大小的钳形互感器、用于进行信号放大的信号调理模块、数模转
换模块、无线通信模块和电源模块；所述的钳形互感器分别与转接模块连接，
可以在分布式电机节点上快捷安装；所述信号调理模块包括信号跟随模块、
反向求和模块和反向放大模块等；所述数模转换模块采用高精度外部AD；所
述无线通信模块与用于数字信号分析与处理的嵌入式模块通过RS-232C接口
相连。
3.如权利要求1所述的一种基...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢彬琪，
申请(专利权)人：谢彬琪，
类型：发明
国别省市：浙江;33