【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风机安全监控边缘计算，具体涉及一种多传感器边缘计算系统和应用该系统的风机监控方法。
技术介绍
1、随着物联网设备的普及和应用，数据量不断增加，传统的云计算架构已经无法满足实时性和低延迟的需求。边缘计算作为一种新兴的计算模式，将计算和存储资源放置在物联网设备的边缘，可以实现更快速的数据处理和响应，同时减少数据传输和存储的成本。
2、风力发电是目前再生能源可用中技术最成熟，最具规模开发条件，发展前景看好的发电方式，目前的风力发电机基本使用柔性塔筒和更长的叶片来获取更大的发电效率和更小的建设成本，但是柔性塔筒的会随风力大小而进行摆动，就有可能导致叶片扫到塔筒，造成巨大损失，因此监控塔筒的运行轨迹和叶片与塔筒的净空距离就成为必要课题，同时叶片的质量也是需要关注的重点方向。
3、现有的边缘计算系统缺少传感器设备和云端的交互，传感器的参数和运行模式均需要在现场进行调节。
4、综上所述，急需一种多传感器边缘计算系统和应用该系统的风机监控方法以解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种多传感器边缘计算系统和应用该系统的风机监控方法，具体技术方案如下：
2、一种多传感器边缘计算系统，包括传感器组、传感器交互模块、边缘计算模块、云端交互模块和云端服务器；传感器组连接所述传感器交互模块，所述传感器交互模块连接边缘计算模块，所述边缘计算模块连接云端交互模块，所述云端交互模块连接云端服务器；
3、所述传感
4、所述传感器交互模块用于接收和存储传感器数据，并将不同的传感器数据解析成统一的预处理数据；
5、所述边缘计算模块用于接收预处理数据，并通过数据运算方法将预处理数据转化为运算结果；
6、所述云端交互模块用于接收运算结果并将运算结果传输到云端服务器；
7、所述云端服务器用于发送传感器运行参数到边缘计算模块，边缘计算模块通过指令映射表将所述传感器运行参数解析成对应的传感器运行指令，然后将传感器运行指令发送给传感器交互模块，传感器交互模块通过传感器运行指令控制传感器组定时采集数据。
8、在一个具体实施案例中优选的，所述传感器组包括北斗双天线、微波雷达、拾音器和风速风向仪。
9、在一个具体实施案例中优选的，所述传感器交互模块通过以太网或串口服务器连接传感器组。
10、在一个具体实施案例中优选的，所述边缘计算模块中的数据运算方法包括坐标转换、净空距离的最小转换、叶片损伤的语谱图识别和数据预警。
11、在一个具体实施案例中优选的，所述云端交互模块通过http协议实现传感器运行参数传输和运算结果传输。
12、在一个具体实施案例中优选的，所述传感器交互模块还包括加密功能和解析功能；
13、所述加密功能为对传感器运行指令进行加密并传输至传感器组；
14、所述解析功能为解析传感器数据，将传感器数据转化为统一的预处理数据。
15、应用本专利技术中的一种多传感器边缘计算系统，具有以下有益效果：
16、(1)本专利技术通过多传感器采集不同维度的传感器数据，有利于实现对风机的全方位监控，实时监控风机塔筒坐标、叶片破损情况和风机的净空距离，为风机的安全监控提供量化的衡量指标，减少事故的发生。
17、(2)本专利技术设有传感器交互模块和云端交互模块，传感器交互模块和云端交互模块实现了从云端服务器传输控制指令调节传感器参数，传感器交互模块和边缘计算模块实现了对传感器数据的加密解析和边缘计算，提高了多传感器边缘计算系统的安全性和监控能力。
18、另外，本专利技术还公开了一种基于上述多传感器边缘计算系统的风机监控方法，步骤如下：
19、步骤s1：云端服务器发送传感器运行参数至云端交互模块；
20、步骤s2：云端交互模块将传感器运行参数传输至边缘计算模块；
21、步骤s3：边缘计算模块通过指令映射处理功能将传感器运行参数解析成传感器运行指令，并将传感器运行指令发送到传感器交互模块；
22、步骤s4：传感器交互模块将传感器运行指令进行加密，形成对应传感器组中多种传感器的通信协议，然后通过对应的通信协议将加密后的传感器运行指令发送至传感器，传感器收到传感器运行指令后进行相应的设置，并进行数据采集；
23、步骤s5：所述传感器组将采集到的传感器数据通过对应通信协议传输到传感器交互模块，传感器交互模块存储传感器数据；
24、步骤s6：传感器交互模块将传感器数据解析成预处理数据，并将其传输至边缘计算模块；
25、步骤s7：边缘计算模块接收到预处理数据后，会运行对应的传感器的数据运算方法，开始运算处理并生成运算结果，并将运算结果传输到云端交互模块；
26、步骤s8：云端交互模块将处理结果上传到云端服务器，完成风机监控。
27、在一个具体实施案例中优选的，传感器组包括北斗双天线、微波雷达、拾音器和风速风向仪；所述通信协议包括北斗双天线tcp/ip协议、微波雷达can总线协议、拾音器音频rtsp协议和风速风向仪nodbus协议。
28、在一个具体实施案例中优选的，所述传感器组至少采集如下传感器数据：
29、北斗双天线采集主天线经纬高坐标、副天线采集指向主天线的航向角、俯仰角和横滚角；微波雷达采集叶片到塔筒的直线距离；拾音器采集风机叶片的运行音频数据；风速风向仪采集风速、风向、温度、湿度和降雨量。
30、在一个具体实施案例中优选的，传感器交互模块将传感器数据解析成预处理数据具体是：
31、主天线经纬高坐标转换度分格式；航向角、俯仰角、横滚角由16进制转化10进制；叶片到塔筒的直线距离由16进制转10进制；风机叶片的运行音频数据由acc格式转mp3格式；风速、风向、温度、湿度和降雨量由16进制转10进制，最后统一成可供边缘计算模块计算的数据格式保存到本地，形成预处理数据。
32、应用本专利技术的风机监控方法，具有以下有益效果：
33、(1)本专利技术中北斗双天线采集主天线经纬高坐标、副天线采集指向主天线的航向角、俯仰角和横滚角；微波雷达采集叶片到塔筒的直线距离；拾音器采集风机叶片的运行音频数据；风速风向仪采集风速、风向、温度、湿度和降雨量。通过上述数据实现对风机塔筒和叶片的全方位监控，减少事故的发生，提高风机运行的安全性。
34、(2)本专利技术通过传感器交互模块对传感器数据进行解析，对传感器运行指令进行加密；另外，所述传感器交互模块将多种传感器数据解析后，转化为统一格式的预处理数据，提高了边缘计算效率。
35、除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其他的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术做进一步详细地说明。
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1.一种多传感器边缘计算系统，其特征在于，包括传感器组、传感器交互模块、边缘计算模块、云端交互模块和云端服务器；传感器组连接所述传感器交互模块，所述传感器交互模块连接边缘计算模块，所述边缘计算模块连接云端交互模块，所述云端交互模块连接云端服务器；
2.根据权利要求1所述的多传感器边缘计算系统，其特征在于，所述传感器组包括北斗双天线、微波雷达、拾音器和风速风向仪。
3.根据权利要求1所述的多传感器边缘计算系统，其特征在于，所述传感器交互模块通过以太网或串口服务器连接传感器组。
4.根据权利要求1所述的多传感器边缘计算系统，其特征在于，所述边缘计算模块中的数据运算方法包括坐标转换、净空距离的最小转换、叶片损伤的语谱图识别和数据预警。
5.根据权利要求1所述的多传感器边缘计算系统，其特征在于，所述云端交互模块通过HTTP协议实现传感器运行参数传输和运算结果传输。
6.根据权利要求1所述的多传感器边缘计算系统，其特征在于，所述传感器交互模块还包括加密功能和解析功能；
7.一种基于如权利要求1-6任意一项所述的多传感器
8.根据权利要求7所述的风机监控方法，其特征在于，传感器组包括北斗双天线、微波雷达、拾音器和风速风向仪；所述通信协议包括北斗双天线TCP/IP协议、微波雷达CAN总线协议、拾音器音频RTSP协议和风速风向仪NODBUS协议。
9.根据权利要求8所述的风机监控方法，其特征在于，所述传感器组至少采集如下传感器数据：
10.根据权利要求9所述的风机监控方法，其特征在于，传感器交互模块将传感器数据解析成预处理数据具体是：
...【技术特征摘要】
1.一种多传感器边缘计算系统，其特征在于，包括传感器组、传感器交互模块、边缘计算模块、云端交互模块和云端服务器；传感器组连接所述传感器交互模块，所述传感器交互模块连接边缘计算模块，所述边缘计算模块连接云端交互模块，所述云端交互模块连接云端服务器；
2.根据权利要求1所述的多传感器边缘计算系统，其特征在于，所述传感器组包括北斗双天线、微波雷达、拾音器和风速风向仪。
3.根据权利要求1所述的多传感器边缘计算系统，其特征在于，所述传感器交互模块通过以太网或串口服务器连接传感器组。
4.根据权利要求1所述的多传感器边缘计算系统，其特征在于，所述边缘计算模块中的数据运算方法包括坐标转换、净空距离的最小转换、叶片损伤的语谱图识别和数据预警。
5.根据权利要求1所述的多传感器边缘计算系统，其特征在于，所述云...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊用，陈浩，梁晓东，蒋洪波，周奇，肖竹，杨科华，张轩瑜，秦拯，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：
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