一种基于边缘计算的电力设备异常检测无线振动传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种能够在保证无线传感器模块性能的同时能够实现低功耗的基于边缘计算的电力设备异常检测无线振动传感器。该无线振动传感器包括壳体以及电源供给装置；所述壳体上端设置有顶盖；所述壳体下端设置有防水接头，所述壳体的一侧设置有无线通讯天线；所述防水防水接头处设置有连接头；所述连接头下端设置有封盖；所述壳体内部设置有传感器电路板；所述传感器电路板上设置有传感器单元、信号处理单元、通讯单元；所述传感器单元包括振动检测模块以及信号调理模块；所述信号处理单元采用低功耗边缘计算处理器；所述通讯单元包括调试接口以及无线通讯模块。采用该无线振动传感器能够实现传感器的小型化，功耗将大大降低，成本低。

A wireless vibration sensor for power equipment anomaly detection based on edge computing

【技术实现步骤摘要】
一种基于边缘计算的电力设备异常检测无线振动传感器
本技术涉及一种传感器，尤其涉及一种基于边缘计算的电力设备异常检测无线振动传感器。
技术介绍
随着无线技术的快速发展和日趋成熟，无线通信也发展到一定的阶段，其发展的技术越来越成熟，方向也越来越多，越来越重要，大量的应用方案开始采用无线技术进行数据采集和通信。近几年，无线传感器网络在智能交通、环境监测及仓储管理等大型领域得到广泛应用。随着电厂机组容量的不断增大,自动化程度的提高,对电厂运行的安全性能要求越来越高,许多电厂相继发生过风机、泵等设备因振动过大而造成设备损坏跳闸甚至导致发电机组停机的严重后果。因此,在电力生产等现代工业生产中,对数量众多、位置分散的辅助机械设备的振动监测迫切需要成本低廉的、可靠的、可灵活布置测点的振动监测装置。微机电系统和低功耗高集成数字设备的发展，使得低成本、低功耗、小体积的传感器节点得以实现。这样的节点配合各种类型的传感器，可组成无线传感器网络WSN。广泛应用于战场监视、大规模环境监测和大区域内的目标追踪等领域。无线传感器网络节点一般采用电池供电，工作环境通常比较恶劣，而且数量大、更换非常困难，所以低功耗是无线传感器最重要的设计准则之一。在无线传感技术广泛应用的今天，在保证无线传感模块性能的同时又能实现低功耗具有一定的现实意义。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是：提供一种能够在保证无线传感器模块性能的同时能够实现低功耗的基于边缘计算的电力设备异常检测无线振动传感器。为了达到上述目的，本发技术所采用的技术方案是：一种基于边缘计算的电力设备异常检测无线振动传感器，包括壳体以及电源供给装置；所述壳体上端设置有顶盖；所述壳体下端设置有防水接头，所述壳体的一侧设置有无线通讯天线；所述防水防水接头处设置有连接头；所述连接头下端设置有封盖；所述壳体内部设置有传感器电路板；所述传感器电路板上设置有传感器单元、信号处理单元、通讯单元；所述传感器单元包括振动检测模块以及信号调理模块；所述信号处理单元采用低功耗边缘计算处理器；所述通讯单元包括调试接口以及无线通讯模块；所述电源供给装置与信号调理模块之间设置有电源转换模块；所述电源转换模块与信号调理模块电连接；所述振动检测模块与信号调理模块电连接；所述信号调理模块与低功耗边缘计算处理器之间设置有AD转换模块；所述低功耗边缘计算处理器上设置有数据缓存模块；所述调试接口以及无线通讯模块分别与低功耗边缘计算处理器电连接；所述无线通讯模块与无线通讯天线电连接。具体的，所述数据缓存模块采用ARAM或者FRAM数据缓存模块。优选的，所述低功耗边缘计算处理器采用嵌入式AI芯片GAP8。优选的，所述无线通讯模块采用LORA无线通讯模块或NBiot无线通讯模块。优选的，所述AD转换模块采用16bitAD转换器。进一步的，所述电源供给装置与电源转换模块之间设置有超级电容。进一步的，所述电源供给装置采用太阳能电池板或者高能电池。优选的，所述调试接口采用RS485调试接口。本技术的有益效果：本技术所述的基于边缘计算的电力设备异常检测无线振动传感器，能够实现传感器的小型化，同时数据传输时间大大缩短，无线电使用时间缩短，功耗将大大降低；其次体积小、重量轻、坚固性好、适应温度及测量频率范围大、可靠性高和成本低。附图说明图1为本技术实施例中基于边缘计算的电力设备异常检测无线振动传感器的立体图；图2为本技术实施例中基于边缘计算的电力设备异常检测无线振动传感器的硬件原理图；图3为本技术实施例中基于边缘计算的电力设备异常检测无线振动传感器的高压测点分布图；图4为本技术实施例中基于边缘计算的电力设备异常检测无线振动传感器的的低压测点分布图。具体实施方式下面结合实施例对本技术作进一步地详细说明，但本专利的实施方式并不限于此。如图1至2所示，一种基于边缘计算的电力设备异常检测无线振动传感器，包括壳体1以及电源供给装置；所述壳体1上端设置有顶盖12；所述壳体1下端设置有防水接头11，所述壳体1的一侧设置有无线通讯天线3；所述防水防水接头11处设置有连接头2；所述连接头2下端设置有封盖21；所述壳体1内部设置有传感器电路板；所述传感器电路板上设置有传感器单元、信号处理单元、通讯单元；所述传感器单元包括振动检测模块42以及信号调理模块43；所述信号处理单元采用低功耗边缘计算处理器45；所述通讯单元包括调试接口48以及无线通讯模块47；所述电源供给装置与信号调理模块43之间设置有电源转换模块41；所述电源转换模块41与信号调理模块43电连接；所述振动检测模块42与信号调理模块43电连接；所述信号调理模块43与低功耗边缘计算处理器45之间设置有AD转换模块44；所述低功耗边缘计算处理器45上设置有数据缓存模块46；所述调试接口48以及无线通讯模块47分别与低功耗边缘计算处理器45电连接；所述无线通讯模块47与无线通讯天线3电连接。具体的，所述数据缓存模块46采用ARAM或者FRAM数据缓存模块。具体的，所述AD转换模块44采用16bitAD转换器。具体的，所述调试接口48采用RS485调试接口。具体的，所述低功耗边缘计算处理器45采用嵌入式AI芯片GAP8。所述低功耗边缘计算处理器45选型采用全球首款开源RISC-V架构的低功耗边缘计算处理器GAP8嵌入式AI芯片，将AI的能力通过GAP8赋予前端智能设备，从而让数据采集、计算、决策都在前端设备进行，即将AI本地化，摆脱网络的束缚。GAP8的能效优于市场现有微处理器20倍，与ARM-M7处理器的对比，GAP8能效达到其16倍。假设使用ARM-M7，电池可持续6个月，那么GAP8就能至少持续96个月8年。边缘计算后，数据量呈几何倍下降，大大减少了数据传输量。数据传输可采用更省电、更便宜的低速率网络。如NB-IoT,LoRa,Sigfox等。不仅如此，数据传输时间也将大大缩短，无线电IoT系统中最耗电的部分使用时间缩短，功耗将大大降低。具体的，所述无线通讯模块47采用LORA无线通讯模块或NBiot无线通讯模块。无线模块47采用LORA无线通讯或NBiot无线通讯。LORA模块载波频率470MHz或433MHz，数传空中波特率115.2kbps；空旷传输距离达700米，发射功率可设置为10dBm～20dBm，接收和发射电流分别为16mA、130mA，最大接收灵敏度为138.5dBm。NBiot模块工作电压为3.1～4.2V，最大发射功率为23dBm、典型接收灵敏度-128dBm，只要有Nbiot基站覆盖的区域，传输距离基本都能满足要求。具体的，所述电源供给装置与电源转换模块41之间设置有超级电容6。所述电源供给装置采用太阳能电池板5或者高能电池。优选的，电源供给装置分为太阳能供电和备用高能电池两种方式。太阳能供电其原理是将太阳能光伏转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于边缘计算的电力设备异常检测无线振动传感器，其特征在于：包括壳体(1)以及电源供给装置；所述壳体(1)上端设置有顶盖(12)；所述壳体(1)下端设置有防水接头(11)，所述壳体(1)的一侧设置有无线通讯天线(3)；所述防水接头(11)处设置有连接头(2)；所述连接头(2)下端设置有封盖(21)；/n所述壳体(1)内部设置有传感器电路板；所述传感器电路板上设置有传感器单元、信号处理单元、通讯单元；/n所述传感器单元包括振动检测模块(42)以及信号调理模块(43)；所述信号处理单元采用低功耗边缘计算处理器(45)；所述通讯单元包括调试接口(48)以及无线通讯模块(47)；/n所述电源供给装置与信号调理模块(43)之间设置有电源转换模块(41)；所述电源转换模块(41)与信号调理模块(43)电连接；所述振动检测模块(42)与信号调理模块(43)电连接；所述信号调理模块(43)与低功耗边缘计算处理器(45)之间设置有AD转换模块(44)；/n所述低功耗边缘计算处理器(45)上设置有数据缓存模块(46)；所述调试接口(48)以及无线通讯模块(47)分别与低功耗边缘计算处理器(45)电连接；所述无线通讯模块(47)与无线通讯天线(3)电连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于边缘计算的电力设备异常检测无线振动传感器，其特征在于：包括壳体(1)以及电源供给装置；所述壳体(1)上端设置有顶盖(12)；所述壳体(1)下端设置有防水接头(11)，所述壳体(1)的一侧设置有无线通讯天线(3)；所述防水接头(11)处设置有连接头(2)；所述连接头(2)下端设置有封盖(21)；
所述壳体(1)内部设置有传感器电路板；所述传感器电路板上设置有传感器单元、信号处理单元、通讯单元；
所述传感器单元包括振动检测模块(42)以及信号调理模块(43)；所述信号处理单元采用低功耗边缘计算处理器(45)；所述通讯单元包括调试接口(48)以及无线通讯模块(47)；
所述电源供给装置与信号调理模块(43)之间设置有电源转换模块(41)；所述电源转换模块(41)与信号调理模块(43)电连接；所述振动检测模块(42)与信号调理模块(43)电连接；所述信号调理模块(43)与低功耗边缘计算处理器(45)之间设置有AD转换模块(44)；
所述低功耗边缘计算处理器(45)上设置有数据缓存模块(46)；所述调试接口(48)以及无线通讯模块(47)分别与低功耗边缘计算处理器(45)电连接；所述无线通讯模块(47)与无线通讯天线(3)电连接。


2.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：李之洪，赵普志，何常根，路峰，童辉，游溢，何成，曾德华，
申请(专利权)人：国网新疆电力有限公司电力科学研究院，国网新疆电力有限公司，四川赛康智能科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：新疆;65