采集装置、采集站、设备监测系统及数据传输方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及机械设备领域，尤其涉及监测设备的数据传输方案。
【背景技术】
[0002] 目前，大型旋转机械设备广泛应用在化工、风电、冶金等领域中。诸如风力发电机 组和输油栗等旋转设备的结构和应用环境也越来越复杂。旋转设备的故障也很可能造成事 故和巨大损失。随着振动故障诊断特征技术的发展，越来越多的振动监测设备被用于监测 机械设备的振动故障。
[0003] 由于振动监测设备通常布置在不易进行布线的区域，因此多种振动监测设备采用 无线传输和电池供电的工作方式。这样，如何降低监测设备的功耗是现在所面临的问题。
【发明内容】
[0004] 为此，本发明提供一种新的监测设备的数据传输方案，有效的解决了上面至少一 个问题。
[0005] 根据本发明的一个方面，提供一种采集装置执行的数据传输方法，包括下述步骤。 首先，将第一发送周期内对设备进行监测而采集的数据拆分为待传输的Μ个数据帧。然后， 向采集站发送对所采集的数据的传输请求。响应于接收到采集站对传输请求的确认消息， 连续向采集站传输Μ个数据帧中的至少一部分。在完成Μ个数据帧中的至少一部分的发送 后，向采集站发送传输状态请求消息，以便采集站根据该传输状态请求消息返回包括了其 中未收到的数据帧的编号的传输状态响应消息。响应于接收到采集站所返回的传输状态响 应消息，继续传输其中未收到的数据帧。
[0006] 根据本发明的又一个方面，提供一种采集站执行的数据管理方法，包括下述步骤。 响应于接收到采集装置在第一发送周期内对设备进行监测而采集的数据的传输请求，返回 确认消息。其中所采集的数据包括Μ个数据帧。连续接收采集装置所发送Μ个数据帧中至少 一部分。响应于接收到采集装置对所发送Μ个数据帧中至少一部分的传输状态请求消息，返 回包含了其中未收到数据帧的编号的传输状态响应消息，以便采集装置继续对其中未收到 的数据帧进行传输。继续接收其中未收到的数据帧。
[0007] 根据本发明的又一个方面，提供一种采集装置，包括传感器和控制单元。其中，传 感器适于对设备进行监测并采集数据。控制单元包括数据处理模块和传输模块。封装模块 适于将第一发送周期内对设备进行监测而采集的数据拆分为待传输的Μ个数据帧。传输模 块适于向采集站发送对Μ个数据帧的传输请求，并且响应于接收到采集站对传输请求的确 认消息，连续向采集站传输Μ个数据帧中的至少一部分。在完成Μ个数据帧中的至少一部分 的发送后，向采集站发送传输状态请求消息，以便采集站根据该传输状态请求消息返回包 括了其中未收到数据帧的编号的传输状态响应消息。响应于接收到所返回的传输状态响应 消息，传输模块继续传输未收到的数据帧。
[0008] 根据本发明的又一个方面，提供一种采集站，具有控制单元。该控制单元包括接收 模块和发送模块。接收模块适于接收采集装置在第一发送周期内对设备进行监测而采集的 数据的传输请求，其中所采集的数据包括Μ个数据帧。发送模块适于根据所接收的传输请 求，返回确认消息。接收模块还适于连续接收采集装置所发送Μ个数据帧中至少一部分，和 接收采集装置所发送的对所发送Μ个数据帧中至少一部分的传输状态请求消息。发送模块 还适于返回包含了其中未收到数据帧的编号的传输状态响应消息。接收模块还适于继续接 收其中未收到的数据帧。
[0009] 根据本发明的又一个方面，提供一种设备监测系统，包括根据本发明的一个或多 个采集装置、采集站和服务器。其中服务器适于从采集站获取对设备监测的数据，并通过该 数据对设备进行诊断分析。
[0010] 根据本发明的数据传输方案，通过连续传输多个数据帧的方式，减少了采集装置 和采集站之间的交互次数，从而提高了传输效率和降低设备功耗，而且还避免了对设备电 池的频繁更换。需要说明的是，采用电池供电和维修困难的设备通过本发明的数据传输方 案，极大提升了设备性能和使用寿命。另外，根据本发明的数据传输方案，通过当前传输信 道的LQI值来确定连续传输的数据帧数量上限，从而能够降低传输丢包的概率，进一步提高 了设备间的传输效率和降低设备功耗。再者，根据本发明的数据传输方案，通过在采集装置 中对每组测量数据进行协议封装，使得采集站在接收到这些测量数据后，不经过协议封装 而直接向服务器上传。这样，采集站可以极大节省时间和功耗，并提高了向服务器传输数据 的效率。
【附图说明】
[0011] 为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方 面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面 旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述 以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的 部件或元素。
[0012] 图1示出了根据本发明一些实施例的设备监测系统100的示意图；
[0013] 图2示出了根据本发明一些实施例的设备监测系统100的数据传输方法200的流程 图；
[0014] 图3示出了根据本发明一些实施例的采集装置300的框图；以及
[0015] 图4示出了根据本发明一些实施例的采集站400的框图。
【具体实施方式】
[0016] 下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开 的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例 所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围 完整的传达给本领域的技术人员。
[0017] 图1示出了根据本发明一些实施例的设备监测系统100的示意图。设备监测系统 100包括多个采集装置110、采集站120和服务器130。这里的采集装置110是对用于采集设备 振动类数据等监测信息的装置的统称。例如，其中一个采集装置110包括监测设备振动的传 感器，适于采集设备振动数据。另一个采集装置110包括监测设备转动的传感器，适于采集 设备转轴的转速数据。根据本发明一个实施例，采集装置110还可以包括温度传感器，以检 测设备表面的环境温度，但不限于此，根据本发明的采集装置110可以根据需要采集设备的 更多类型的监测数据。为了简化描述，下文中不再对采集装置110具体类型进行区分。每个 采集装置110适于通过例如ZigBee等无线方式与采集站120进行通信。这样，采集站120可以 汇集多个采集装置110所采集的数据。采集站120对于从多个采集装置110获取的数据可以 直接向服务器130发送，也可以选择在采集站中进行存储并后续向服务器130传输。服务器 130可以从采集站120获取采集站所汇集的振动类数据信息以便进行针对被检测设备的故 障诊断分析，当然也可以向采集站120发送配置信息。这样，采集站120可以根据该配置信息 进行工作策略调整。
[0018] -般而言，采集装置110通常按照一个发送周期（例如5分钟），向采集站传输该周 期内所采集数据。例如，采集装置110会将一个发送周期内所采集的数据拆分为多个数据帧 向采集站传输。这里，采集装置110在每个发送周期中，可以基于不同的采集频率和采集时 长采集一组或多组数据。在根据本发明一个实施例中，采集装置110在每个发送周期的结束 时间点（也是下一个发送周期的开始时间点），向采集站12