无线温振传感器及其控制方法、计算机装置和存储介质与流程

本发明涉及传感器技术领域，尤其是一种无线温振传感器及其控制方法、计算机装置和存储介质。

背景技术：

温振传感器可以用来测量设备的温度参数和振动参数，从而用于工业控制。当用于旋转机械等设备时，由于布线不便，通常以无线方式上传测得的数据，即应用无线温振传感器，无线温振传感器一般由电池供电。由于旋转机械等设备的两次停机维护之间的时间较长，例如石油化工企业所使用的设备的一个检修周期可以长达3-4年，设备未停机时也无法对无线温振传感器进行维护，因此要求无线温振传感器具有足够的续航能力。但现有的无线温振传感器，在半小时上传一次特征值、12小时上传一次波形的典型数据上传周期下，一般工作1-2年即需要进行维护，这限制了无线温振传感器在某些对续航能力要求较高的场合的应用。

技术实现要素：

针对上述至少一个技术问题，本发明的目的在于提供一种无线温振传感器及其控制方法、计算机装置和存储介质。

一方面，本发明实施例包括一种无线温振传感器，包括：

温度检测模块；所述温度检测模块用于检测温度以产生温度检测信号；

振动检测模块；所述振动检测模块用于检测振动以产生振动检测信号；

无线通信模块；

多个开关模块；

供电模块，所述供电模块通过一个所述开关模块与所述温度检测模块的电源端连接、通过一个所述开关模块与所述振动检测模块的电源端连接、通过一个所述开关模块与所述无线通信模块的电源端连接；

控制模块；所述控制模块分别与所述温度检测模块的数据端、所述振动检测模块的数据端、所述无线通信模块的数据端以及各所述开关模块的控制端连接；所述控制模块用于通过控制各所述开关模块的通断使所述温度检测模块、所述振动检测模块和所述无线通信模块异步工作，当所述温度检测模块和所述振动检测模块工作时接收所述温度检测信号和所述振动检测信号，当所述无线通信模块工作时通过所述无线通信模块上传所述温度检测信号和所述振动检测信号。

进一步地，所述通过控制各所述开关模块的通断使所述温度检测模块、所述振动检测模块和所述无线通信模块异步工作，包括：

确定一个工作周期内所述温度检测模块、所述振动检测模块和所述无线通信模块各自的工作时间区间；

当处于所述温度检测模块的工作时间区间，控制所述温度检测模块所连接的所述开关模块接通，控制所述振动检测模块和所述无线通信模块所连接的所述开关模块断开；

当处于所述振动检测模块的工作时间区间，控制所述振动检测模块所连接的所述开关模块接通，控制所述温度检测模块和所述无线通信模块所连接的所述开关模块断开；

当处于所述无线通信模块的工作时间区间，控制所述无线通信模块所连接的所述开关模块接通，控制所述振动检测模块和所述温度检测模块所连接的所述开关模块断开。

进一步地，所述确定一个工作周期内所述温度检测模块、所述振动检测模块和所述无线通信模块各自的工作时间区间，包括：

根据所述温度检测信号的历史异常记录，确定所述温度检测模块的工作时间区间的长度、数量和频率；所述温度检测模块的工作时间区间的长度、数量和频率均与所述温度检测信号的历史异常记录正相关；

根据所述振动检测信号的历史异常记录，确定所述振动检测模块的工作时间区间的长度、数量和频率；所述振动检测模块的工作时间区间的长度、数量和频率均与所述振动检测信号的历史异常记录正相关；

在所述温度检测模块的工作时间区间和所述振动检测模块的工作时间区间之后，确定所述无线通信模块的工作时间区间；所述温度检测模块的工作时间区间、所述振动检测模块的工作时间区间和所述无线通信模块的工作时间区间互不重合。

进一步地，所述开关模块包括电阻器和mos管，所述电阻器的一端与所述mos管的栅极连接，所述电阻器的另一端与所述mos管的源极连接，所述mos管的栅极作为所述开关模块的控制端与所述控制模块连接，所述mos管的源极与所述供电模块连接，所述mos管的漏极与所述温度检测模块、所述振动检测模块或无线通信模块连接。

进一步地，所述开关模块为三极管、可控开关芯片或继电器。

进一步地，所述振动检测模块包括高频振动检测子单元和低频振动检测子单元，所述高频振动检测子单元用于检测高频振动以产生高频振动检测信号，所述低频振动检测子单元用于检测低频振动以产生低频振动检测信号，所述高频振动检测信号和所述低频振动检测信号组成所述振动检测信号；所述高频振动检测子单元的数据端和所述低频振动检测子单元的数据端均与所述控制模块连接。

进一步地，所述供电模块为容量不小于19000mah的电池。

另一方面，本发明实施例还包括一种无线温振传感器的控制方法，包括：

控制所述温度检测模块检测温度以产生温度检测信号；

控制所述振动检测模块检测振动以产生振动检测信号；

通过控制各所述开关模块的通断使所述温度检测模块、所述振动检测模块和所述无线通信模块异步工作，当所述温度检测模块和所述振动检测模块工作时接收所述温度检测信号和所述振动检测信号，当所述无线通信模块工作时通过所述无线通信模块上传所述温度检测信号和所述振动检测信号。

另一方面，本发明实施例还包括一种计算机装置，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储至少一个程序，所述处理器用于加载所述至少一个程序以执行实施例所述控制方法。

另一方面，本发明实施例还包括一种存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于以执行实施例所述控制方法。

本发明的有益效果是：通过在实施例中的无线温振传感器设置开关模块，可以使得控制模块能独立控制温度检测模块、振动检测模块和无线通信模块的状态，使得温度检测模块、振动检测模块和无线通信模块在不同的工作时间区间进入工作状态，通过避免温度检测模块、振动检测模块和无线通信模块同时工作，可以减少供电模块的供电损耗，从而提高无线温振传感器的续航能力。

附图说明

图1为实施例中无线温振传感器的结构示意图；

图2为实施例中无线温振传感器各个模块的工作时间区间示意图；

图3为一种现有技术中无线温振传感器各个模块的工作时间区间示意图；

图4为实施例中开关模块的电路图。

具体实施方式

参照图1，本实施例中的无线温振传感器包括温度检测模块、振动检测模块、无线通信模块、多个开关模块、供电模块和控制模块。其中，控制模块通过其数据接口或控制接口，分别与各开关模块的控制端、温度检测模块的数据端、振动检测模块的数据端和无线通信模块的数据端连接。本实施例中，无线温振传感器设有三个开关模块，其中第一个开关模块的输出端与温度检测模块的供电端连接，第二个开关模块的输出端与振动检测模块的供电端连接，第三个开关模块的输出端与无线通信模块的供电端连接，每个开关模块的输入端都与供电模块的输出端连接。

控制模块可以通过输出控制电平，独立控制每个开关模块的通断。例如，当控制模块控制与振动检测模块连接的开关模块接通，则供电模块到振动检测模块的电路接通，振动检测模块得到供电而进入工作状态，当控制模块控制与振动检测模块连接的开关模块断开，则供电模块到振动检测模块的电路断开，振动检测模块失去供电而进入休眠状态。基于上述原理，控制模块也可以控制温度检测模块和无线通信模块进入工作状态或休眠状态。

本实施例中，温度检测模块可以安装在设备的发热部位，用来检测设备的工作温度，产生温度检测信号。振动检测模块可以安装在设备的振动部位，用来检测设备工作时产生的振动的强度或者频率等，产生振动检测信号。控制模块通过数据接口分别与温度检测模块、振动检测模块和无线通信模块连接，控制模块可以接收温度检测模块发送过来的温度检测信号以及振动检测模块发送过来的振动检测信号，在获得温度检测信号和振动检测信号之后，控制模块将温度检测信号和振动检测信号发送到无线通信模块，由无线通信模块向上位机上传温度检测信号和振动检测信号，上位机可以对温度检测信号和振动检测信号进行处理，从而实现对设备工作状态的监控。

本实施例中，控制模块通过控制各开关模块的通断，使温度检测模块、振动检测模块和无线通信模块异步工作。具体地，控制模块执行以下步骤：

a1.确定一个工作周期内所述温度检测模块、所述振动检测模块和所述无线通信模块各自的工作时间区间；

a2.当处于所述温度检测模块的工作时间区间，控制所述温度检测模块所连接的所述开关模块接通，控制所述振动检测模块和所述无线通信模块所连接的所述开关模块断开；

a3.当处于所述振动检测模块的工作时间区间，控制所述振动检测模块所连接的所述开关模块接通，控制所述温度检测模块和所述无线通信模块所连接的所述开关模块断开；

a4.当处于所述无线通信模块的工作时间区间，控制所述无线通信模块所连接的所述开关模块接通，控制所述振动检测模块和所述温度检测模块所连接的所述开关模块断开。

步骤a1中，控制模块设定三个工作时间区间，分别为温度检测模块的工作时间区间、振动检测模块的工作时间区间和无线通信模块的工作时间区间。通过执行步骤a2-a4，控制每个模块所连接的开关模块的通断，使得在每个模块的工作时间区间内，仅这个模块进入工作状态，其他模块处于休眠状态。例如，执行步骤a3，当处于振动检测模块的工作时间区间，通过控制模块对各开关模块的控制，使得振动检测模块进入工作状态，而温度检测模块和无线通信模块处于休眠状态。

本实施例中，通过设置开关模块，可以使得控制模块能独立控制温度检测模块、振动检测模块和无线通信模块的状态，使得温度检测模块、振动检测模块和无线通信模块在不同的工作时间区间进入工作状态，通过避免温度检测模块、振动检测模块和无线通信模块同时工作，可以减少供电模块的供电损耗，从而提高无线温振传感器的续航能力。

本实施例中，步骤a1，也就是确定一个工作周期内所述温度检测模块、所述振动检测模块和所述无线通信模块各自的工作时间区间这一步骤，包括：

a101.根据所述温度检测信号的历史异常记录，确定所述温度检测模块的工作时间区间的长度、数量和频率；所述温度检测模块的工作时间区间的长度、数量和频率均与所述温度检测信号的历史异常记录正相关；

a102.根据所述振动检测信号的历史异常记录，确定所述振动检测模块的工作时间区间的长度、数量和频率；所述振动检测模块的工作时间区间的长度、数量和频率均与所述振动检测信号的历史异常记录正相关；

a103.在所述温度检测模块的工作时间区间和所述振动检测模块的工作时间区间之后，确定所述无线通信模块的工作时间区间；所述温度检测模块的工作时间区间、所述振动检测模块的工作时间区间和所述无线通信模块的工作时间区间互不重合。

本实施例中，执行步骤a101和a102的基础是：控制模块在以往工作周期中对温度检测信号和振动检测信号进行异常检测，如果温度检测信号表示设备的工作温度存在异常，则控制模块生成温度检测信号的历史异常记录，如果振动检测信号表示设备的振动存在异常，则控制模块生成振动检测信号的历史异常记录。本实施例中，温度检测信号的历史异常记录和振动检测信号的历史异常记录均可以异常情况的出现次数或者出现密度来表示。

本实施例中，执行步骤a101和a102，可以确定如图2所示的各个模块的工作时间区间。参照图2，在一个周期中，x表示温度检测模块的一个工作时间区间，y表示振动检测模块的一个工作时间区间，z表示无线通信模块的工作时间区间。本实施例中，温度检测模块的每个工作时间区间的长度、各工作时间区间的数量和每个工作时间区间的出现频率，与温度检测信号的历史异常记录正相关，具体地可以与温度异常情况的出现次数或者出现密度正相关；振动检测模块的每个工作时间区间的长度、各工作时间区间的数量和每个工作时间区间的出现频率，与振动检测信号的历史异常记录正相关，具体地可以与振动异常情况的出现次数或者出现密度正相关。具体地，本实施例中，如果温度异常情况的出现次数或者出现密度越高，这表明设备的温度相关部件出现问题，则温度检测模块的每个工作时间区间的长度可以越长，各工作时间区间的数量可以越多，每个工作时间区间的出现频率可以越高，从而有效应对设备的温度相关部件出现的问题；如果温度异常情况的出现次数或者出现密度越低，这表明设备与温度相关的部件比较健康，则温度检测模块的每个工作时间区间的长度可以越短，各工作时间区间的数量可以越少，每个工作时间区间的出现频率可以越低，从而在能够检测出温度异常的情况下，减少温度检测模块处于工作状态的时间，减少电力消耗，提高续航能力。对于振动检测模块的控制，其原理与对温度检测模块的控制相同。

图2的节电原理也可以通过与图3的比较进行说明。图3中的一个波峰表示现有技术中温度检测模块、振动检测模块和无线通信模块同时处于工作状态，其相当于图2中的多个x、多个y、z以及它们之间的时间间隙的组合，因此在休眠时间相同的情况下，相同时间内图2所示的本实施例无线温振传感器的耗电量将低于图3所示的现有技术的耗电量，从而达到减少电力消耗和提高续航能力的效果。

本实施例中，图2和图3用于通过电流波形表示温度检测模块、振动检测模块和无线通信模块的工作状态，但波形的实际尺寸并不限制温度检测模块、振动检测模块和无线通信模块的工作状态的时长大小及其比例，也不限制温度检测模块、振动检测模块和无线通信模块的工作状态的工作电流大小及其比例。例如，图2中的波形底端所对应的电流大小一般为na级，而图2中的一个波峰所对应的电流大小可能达到ma级，图2和图3的形式并不影响对本技术领域背景技术的理解。

本实施例中，可以使用三极管、可控开关芯片或继电器等可控开关作为开关模块。也可以使用如图4所示的电路作为开关模块。

图4中，开关模块包括电阻器和pmos管，其中电阻器以符号r表示，pmos管以符号q表示。电阻器的一端与所述mos管的栅极连接，电阻器的另一端与pmos管的源极连接，pmos管的栅极作为所述开关模块的控制端即on/offctrl端与控制模块连接，pmos管的源极作为开关模块的输入端即vbat端与供电模块连接，pmos管的漏极作为开关模块的输出端即vunit端与所述温度检测模块、所述振动检测模块或无线通信模块连接。例如，与温度检测模块连接的开关模块中，pmos管的漏极作为开关模块的输出端与温度检测模块的供电端连接。

本实施例中，可以根据其原理将图4所示的开关模块称为“自举开关电路”。采用“自举开关电路”的原因是，当控制模块处于待机状态时，“自举开关电路”的控制管脚被设置成float(悬浮状态)，控制模块的控制引脚没有电流损耗，也进一步降低了控制模块的功耗。同时，设置r的电阻很大(百k欧级)，流过r的电流很小(na级)，也能保证p沟道的mos管在处于关闭状态时，对应的功能模块的电流损耗极低(na级)。

本实施例中，所述振动检测模块包括高频振动检测子单元和低频振动检测子单元，所述高频振动检测子单元用于检测高频振动以产生高频振动检测信号，所述低频振动检测子单元用于检测低频振动以产生低频振动检测信号，高频振动检测信号和低频振动检测信号组成所述振动检测信号；高频振动检测子单元的数据端和所述低频振动检测子单元的数据端均与所述控制模块连接。通过设置高频振动检测子单元和低频振动检测子单元，振动检测单元可以检测高频振动和低频振动。

本实施例中，使用容量不小于19000mah的电池作为供电模块，从而进一步提高无线温振传感器的续航能力。

本实施例中，通过计算机程序编程，获得用于执行以下步骤s1-s3的计算机程序，当计算机程序运行后，可以控制本实施例中的无线温振传感器工作。本实施例中，计算机程序运行后用于执行对本实施例中的无线温振传感器的控制方法包括以下步骤：

s1.控制所述温度检测模块检测温度以产生温度检测信号；

s2.控制所述振动检测模块检测振动以产生振动检测信号；

s3.通过控制各所述开关模块的通断使所述温度检测模块、所述振动检测模块和所述无线通信模块异步工作，当所述温度检测模块和所述振动检测模块工作时接收所述温度检测信号和所述振动检测信号，当所述无线通信模块工作时通过所述无线通信模块上传所述温度检测信号和所述振动检测信号。

通过执行上述控制方法，可以控制无线温振传感器实现本实施例中的各项功能，从而取得实施例中所述的技术效果。

本实施例中，一种计算机装置，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储至少一个程序，所述处理器用于加载所述至少一个程序以执行实施例中的控制方法，实现与实施例所述的相同的技术效果。

本实施例中，一种存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行实施例中的控制方法，实现与实施例所述的相同的技术效果。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本公开中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本公开各组成部分的相互位置关系来说的。在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。此外，除非另有定义，本实施例所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本实施例说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本实施例所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。本实施例所提供的任何以及所有实例或示例性语言(“例如”、“如”等)的使用仅意图更好地说明本发明的实施例，并且除非另外要求，否则不会对本发明的范围施加限制。

应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。

此外，可按任何合适的顺序来执行本实施例描述的过程的操作，除非本实施例另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本实施例描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。

进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、ram、rom等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本实施例所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。

计算机程序能够应用于输入数据以执行本实施例所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。