[发明专利]一种暖通空调系统设备振动数据采集与处理系统

说明书

本发明公开了一种暖通空调系统设备振动数据采集与处理系统，其系统总体结构包括智能传感器、网关、云平台和业务平台，所述业务平台通过互联网络或无线通讯网络与所述云平台通信连接，所述云平台通过通信协议与所述网关通信连接，所述网关与若干个所述智能传感器通信连接，若干个所述智能传感器分别设置与所述暖通空调系统中对应的设备连接。与智能建筑中现有HVAC系统设备振动状态数据采集和处理技术相比，本发明实现了一种低成本、数字化、无线化的暖通空调系统设备振动数据采集和处理系统，不仅降低了系统运营成本，而且提高了系统的敏捷性和安全性，实现了系统状态采集和智能诊断。

技术领域

本发明属于属于检测与故障诊断技术领域，涉及一种设备状态数据采集与处理技术，具体涉及一种暖通空调系统设备振动数据采集与处理系统，应用于建筑智能化行业。

背景技术

智能建筑中，暖通空调（HVAC）系统是保障建筑功能效率，提供舒适环境的必要设施。HAVC是多分系统构成的复杂建筑设备控制系统。系统中的供暖、通风、空气调节、冷却等都包含各类风机和泵组，这些设备是HVAC系统正常运行的基础。因此，对这些分系统的各类风机和泵组进行有效的状态监控和分析，及时进行故障诊断、报警通知及状态预测十分关键。

过程监控和基于状态的预见性维护是一种行之有效的保障系统正常运行的方法，对于风机、泵等设备而言，振动数据采集对状态监测、预警等应用有重要作用。目前，在我国智能建筑领域中，智能传感器普及率还很低，专用于HVAC系统的振动传感器智能化程度不高，多是将振动传感器和信号调节电路集成为振动变送器，将现场采集到的振动信号直接变换为4～20mA电流信号通过电缆输出，经采集器到专门的数据处理器进行相关处理。由于HVAC系统各个设备所处地域分散、数据采集系统结构复杂、有线网络结构与现场布线限制、数据分析滞后等，造成了原有振动数据采集系统复杂、设备成本高、数据采集系统现场实施灵活性差、信号处理实时性差、系统能耗高等问题。随着微机电系统（MEMS）技术、无线通信和数字电子技术的发展，开发低功耗、小体积、低成本、智能化，可进行远距离无线通信的数字传感器成为主要发展方向。

发明内容

针对智能建筑中现有HVAC系统设备振动状态数据采集和处理技术存在的问题，本发明旨在提供一种智能、敏捷、低成本的暖通空调系统设备振动数据采集与处理系统，以降低运营成本，提高系统敏捷性和安全性，实现系统状态采集和智能诊断。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种暖通空调系统设备振动数据采集与处理系统，其系统总体结构包括智能传感器、网关、云平台和业务平台，所述业务平台通过互联网络或无线通讯网络与所述云平台通信连接，所述云平台通过MQTT协议与所述网关通信连接，所述网关通过LoRaWAN与若干个所述智能传感器通信连接，若干个所述智能传感器分别与所述暖通空调系统中对应的设备连接；

所述智能传感器为基于MEMS的数字传感器，具有高自治性和智能性，可以完成振动信号采集、信号A/D转换、数据缓存、数据预处理和数据无线转发，数据处理边缘化；其内部包括MEMS振动信号采集模块、A/D模块、第一数据缓存模块、数据预处理模块、第一LoRa无线模块和报警模块；其中，

所述振动信号采集模块负责采集所述暖通空调系统中设备振动信号；

所述A/D模块负责振动信号的A/D转换；

所述数据预处理模块负责振动信号FFT、滤波和全频率分析，并根据预设规则进行故障诊断，得出振动信号分析结果；

所述第一数据缓存模块负责将振动信号采集模块采集的振动信号和所述数据预处理模块得出的振动信号分析结果进行数据暂存；

所述第一LoRa无线模块基于LoRaWAN技术，负责向所述网关传输振动信号分析数据；基于低功耗LoRaWAN技术的无线信号传输距离远，节点容量大，传感器现场布置灵活便捷；