[发明专利]一种基于无线传感器的工业振动监测系统

说明书

【技术领域】

本发明涉及无线传感器技术领域，具体地说，是一种基于无线传感器的工业振动监测系统。

【背景技术】

在当今竞争日益激烈的市场上，企业面临提高工艺环节效率，遵守环保法规和满足自身经济利益的挑战日趋严峻。考虑到许多工业系统日益老化，以及工业市场的动态变化，亟需智能化、低成本的工业自动化系统来提高这些系统的效率和生产力。传统的工业自动化系统依靠电缆连接来实现。然而，有线自动化系统需要安装昂贵的通信线路，并需要定期维护。因而，有线自动化系统并未在工业上得到广泛的应用。所以，迫切需要一种低成本的无线自动化系统，它可以通过优化工厂系统的管理，进而达到显著降低开支和减少空气污染物排放的目的。

随着现阶段无线传感器技术上的进步，低成本嵌入式的工业无线自动化系统的实现已经成为了可能。在这些系统中，微小的无线传感器安装在工业设备之上，结合对诸如振动、温度、压力和电源质量等参数的综合检测，来监控对于每台设备的效率都至关重要的参数。之后，这些参数将通过无线的方式传送到中心节点，以便分析各个传感器的数据。它作为一种预警系统，将任何潜在的问题都通知到工厂员工。这就允许相关人员在设备效率降低或彻底失效之前维修或更换设备。用这种方式，就可以避免灾难性的设备失效及相关的修理和替换费用，同时也适应了严格的环境法规。

本发明是一种基于无线传感器的工业振动监测系统。它集合了传感器技术、射频技术、网络技术、信息处理技术和工业应用技术，具有自组织、快速布置、突发事件处理机制、信息实时处理和预警能力。考虑到这些，本发明将在制造高可靠和具有自我恢复能力的工业监测系统上扮演重要角色。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于无线传感器的工业振动监测系统。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于无线传感器的工业振动监测系统，由硬件和软件两部分构成；硬件包含无线加速度传感器、无线接收器，无线加速度传感器与无线接收器在网络协议的框架内完成指令、数据的通信互联；软件系统从功能上分为无线传感器网络协议和计算机采集处理软件。

所述无线加速度传感器与无线接收器在网络协议的框架内完成指令、数据的通信互联。根据协议的功能，无线加速度传感器与无线接收器可以实现点对点、星状和网状通信模式。无线通信射频频率为433MHz，通信波特率为38.5kBaud。

所述的无线传感器网络协议是一种独立开发的无线通信协议。网络协议将无线接收器定义为中心节点，将无线传感器定义为子节点。中心节点作为无线网络的核心，其软件程序具有以下功能：自发组织并维护整个网络的运行，根据上位计算机的指令完成点对点、星状或网状通信操作。子节点作为现场数据采集和发送节点，其软件程序具有以下功能：响应中心节点的初始化调度以便完成网络的组建和维护，响应中心节点的数据采集与转发命令。同一网络内可支持65535个子节点。数据的采集有同步和异步两种模式，同步模式下的时间精度可以达到0.1ms。

所述的无线加速度传感器由硬件和软件程序两部分构成。硬件包含控制电路板、无线加速度传感器壳体、压电式加速度传感器2、强力磁座3、锂电池组和天线。软件程序的编制采用分层设计，分为网络层、媒体访问控制层和物理层。

所述无线加速度传感器的控制电路板位于无线加速度传感器壳体隔板、连接筒6和底座7构成的空腔内。锂电池组位于无线加速度传感器壳体端盖和隔板构成的空腔内。端盖4与隔板5采用螺纹连接。锂电池组通过隔板上的过孔给控制电路供电。隔板与连接筒采用过盈配合连接在一起，待组装完毕后再焊接到一起。天线通过螺母固定在连接筒上，并与控制电路相连。连接筒与底座通过过盈配合连接，装配完毕后再焊接。底座与压电式加速度传感器通过的螺纹连接，装配完毕后再焊接。压电式加速度传感器与强力磁座通过螺纹连接。详细连接参见附图1。