一种基于NB-IoT的设备运行状态在线监测仪制造技术

本实用新型专利技术揭示了一种基于NB

【技术实现步骤摘要】
一种基于NB
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IoT的设备运行状态在线监测仪


[0001]本技术涉及一种用于监测工业设备运行状态的仪器，具体而言，涉及一种基于NB
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IoT的设备运行状态在线监测仪，属于工业在线监测


技术介绍

[0002]振动分析是对各类机械式工业设备进行故障诊断时常用的一种分析方法，有资料显示，目前约有六成以上工业设备的状态监测及故障诊断依赖于振动分析技术。特别是在一些自动化程度较高的制造业工厂中，其所使用的大型设备造价昂贵、其运行环境的安全性要求尤为突出，为了时刻保证设备的健康运行，因此越来越多、用于振动分析的振动传感器被接入到制造业工厂内并组建起了成规模的参数采集系统。
[0003]尽管上述操作能够在一定程度上实现对于工业设备的故障诊断，但是其仍然存在着诸多有待提升之处。
[0004]其一，现阶段工业应用过程中所使用到的振动传感器大多为有线式结构，其主要适用于分布集中、走线方便的应用场景，而对于厂区环境中的一些分散布置且供电不便的区域，对于这一类型的振动传感器的设置就存在较大的困难。为此，也有一些厂商开始尝试利用Wi
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Fi、蓝牙、ZigBee等无线局域网通信技术来实现传感器间的信号传输，但经过验证后发现，这些通信技术普遍存在通信距离短、设置成本高、占用现有网络资源、抗干扰能力差等问题，并不能从根本上解决传感器间信号传输的技术难题。
[0005]随着研究的不断深入，一项新兴技术开始受到人们的关注，NB
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IoT(NarrowBandInternetofThings，窄带物联网)通信技术，构建于无线蜂窝网络，具有超大连接、低成本、功耗低和架构优等特点。可以说，NB
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IoT技术的各项优点均与前述技术难点相对应，如果能够将NB
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IoT通信技术应用于实际的故障诊断过程中，那么势必能够实现技术革新。
[0006]其二，除去振动加速度数据外，温度数据亦是判断工业设备运行状态的重要参数，而在现有技术中，对于温度数据的利用十分有限。在某些情况下，设备的振动可能并不明显、但温度变化显著，例如旋转设备的轴承润滑油质量未达标，设备运行时虽然其振动加速度数据并未体现出异样，但设备轴承位置的温度会出现十分显著的变化。因此，针对设备温度数据的采集和分析对于设备运行状态的监测同样具有重要意义。
[0007]综上所述，如何在现有技术的基础上提出一种全新的、综合性的、基于NB
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IoT的设备运行状态在线监测设备，尽可能地提升监测效果、为后续的故障诊断提供便利，也就成为了本领域内技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0008]鉴于现有技术存在上述缺陷，本技术提出了一种基于NB
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IoT的设备运行状态在线监测仪，具体如下。
[0009]一种基于NB
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IoT的设备运行状态在线监测仪，固定设置于被监测工业设备上，其
特征在于：包括振动加速度数据采集单元、温度数据采集单元、微控制器、NB
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IoT单元以及电源单元；
[0010]所述振动加速度数据采集单元用于采集被监测工业设备的振动加速度数据并转发；
[0011]所述温度数据采集单元用于采集被监测工业设备的温度数据并转发；
[0012]所述微控制器分别与所述振动加速度数据采集单元及所述温度数据采集单元二者信号连接、用于接收被监测工业设备的振动加速度数据及温度数据并进行数据分析，所述微控制器还借助所述NB
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IoT单元与云端服务器双向信号连接、用于依据所述云端服务器下发的指令执行数据采集及数据分析作业并将数据分析结果上传至所述云端服务器；
[0013]所述电源单元分别与所述振动加速度数据采集单元、所述温度数据采集单元、所述微控制器以及NB
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IoT单元四者电性连接、用于为各单元提供电力支持。
[0014]优选地，所述振动加速度数据采集单元由模数转换芯片、滤波器以及至少一个振动传感器组成；所述振动传感器与所述滤波器信号连接并通过所述滤波器信号连接至所述模数转换芯片，来自所述振动传感器的模拟信号经所述滤波器滤波后作为所述模数转换芯片的输入并被转换为数字信号。
[0015]优选地，所述模数转换芯片与所述滤波器二者均与所述微控制器信号连接，所述微控制器同时提供给所述模数转换芯片与所述滤波器二者时钟信号、分别控制所述模数转换芯片的采样频率和所述滤波器的截止频率，所述微控制器与所述模数转换芯片二者间通过SPI总线实现信号连接。
[0016]优选地，所述温度数据采集单元为数字温度芯片，所述微控制器与所述数字温度芯片二者间通过I2C总线实现信号连接。
[0017]优选地，所述微控制器与所述NB
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IoT单元二者间通过UART实现信号连接，所述微控制器所获取的原始振动加速度数据及温度数据与处理后的数据分析结果均经过所述NB
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IoT单元被上传至所述云端服务器、所述云端服务器下发的指令也经过所述NB
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IoT单元被传送至所述微控制器。
[0018]优选地，所述电源单元包括直流电源、升压芯片以及基准电源芯片，所述直流电源的电源输出端分别与所述升压芯片、所述数字温度芯片、所述微控制器以及所述NB
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IoT单元四者的电源输入端电性连接，所述升压芯片的电源输出端分别与所述基准电源芯片、所述滤波器以及所述振动传感器三者的电源输入端电性连接，所述基准电源芯片的电源输出端与所述模数转换芯片的电源输入端电性连接。
[0019]与现有技术相比，本技术的优点如下：
[0020]本技术所提供的一种基于NB
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IoT的设备运行状态在线监测仪，通过内置大容量电池的方式，不仅简化了安装部署、避免了仪器设置时复杂的电源布线、使得仪器能够很好地适应厂区环境中分散布置且供电不便的区域，而且实现了仪器的超低功耗、长效续航。
[0021]同时，本技术综合性地采集了工业设备的振动加速度数据及温度数据，配合仪器内置的分析算法，显著地提升了数据分析处理的实时性和准确性。而且，本技术结合了NB
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IoT通信技术，能够通过设定时间的方式定期进行数据采集和上传，也可以依据云端服务器下发的指令进行数据采集上传和参数读写，从而进一步确保了仪器配置的灵活性。
[0022]此外，本技术的应用场景丰富、应用前景广阔，为同领域内的相关技术提供了参考依据，技术人员可以通过对本技术的技术方案进行适应性地调整和改动，将其应用于其他与工业设备运行状态监测及故障诊断相关的技术方案中。
[0023]以下便结合实施例附图，对本技术的具体实施方式作进一步的详述，以使本技术技术方案更易于理解、掌握。
附图说明
[0024]图1为本技术中设备硬件部分的结构框图。
具体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于NB
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IoT的设备运行状态在线监测仪，固定设置于被监测工业设备上，其特征在于：包括振动加速度数据采集单元、温度数据采集单元、微控制器、NB
‑
IoT单元以及电源单元；所述振动加速度数据采集单元用于采集被监测工业设备的振动加速度数据并转发；所述温度数据采集单元用于采集被监测工业设备的温度数据并转发；所述微控制器分别与所述振动加速度数据采集单元及所述温度数据采集单元二者信号连接、用于接收被监测工业设备的振动加速度数据及温度数据并进行数据分析，所述微控制器还借助所述NB
‑
IoT单元与云端服务器双向信号连接、用于依据所述云端服务器下发的指令执行数据采集及数据分析作业并将数据分析结果上传至所述云端服务器；所述电源单元分别与所述振动加速度数据采集单元、所述温度数据采集单元、所述微控制器以及NB
‑
IoT单元四者电性连接、用于为各单元提供电力支持。2.根据权利要求1所述的一种基于NB
‑
IoT的设备运行状态在线监测仪，其特征在于：所述振动加速度数据采集单元由模数转换芯片、滤波器以及至少一个振动传感器组成；所述振动传感器与所述滤波器信号连接并通过所述滤波器信号连接至所述模数转换芯片，来自所述振动传感器的模拟信号经所述滤波器滤波后作为所述模数转换芯片的输入并被转换为数字信号。3.根据权利要求2所述的一种基于NB
‑
IoT的设备运行状态在线监测仪，其特征在于：所述模数转换芯片与所述滤波器二者均与...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉斌，喻时耕宇，
申请(专利权)人：苏州德姆斯信息技术有限公司，
类型：新型
国别省市：