一种面向机械故障监测的无线传感网络数据采集和传输装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种433M射频模块和4G网络相结合的无线传感网络数据采集和传输装置，主要面向大型机械故障监测。整个网络系统由若干监测节点，若干数据传输中转站和一个数据终端组成，并采用以多个数据中转站为特点的两级星型网络组网方式。采集节点集成了433M射频模块和加速度传感器模块，数据中转站装有433M射频模块和4G网络收发模块。采集节点采用433M射频模块发送机械振动信号到数据传输中转站，再由中转站通过4G网络发送数据到数据终端。本实用新型利用433M无线射频技术的体积小、低功耗、低成本、高度模块化的特点并结合4G网络高速数据传输速率的特点，可以满足绝大部分机械振动状态监测的需求。
【专利说明】
一种面向机械故障监测的无线传感网络数据采集和传输装置
技术领域
[0001]本实用新型属于机械状态监测和物联网技术领域，涉及一种面向机械故障监测的无线传感网络数据采集和传输装置。
【背景技术】
[0002]在科学技术的影响下，现代工业已经完成了对设备的大型化、系列化、精密化以及自动化的升级改造，这对于产品成本降低、环境能源保护和经济效益提高都有突出贡献，但是同时也对于机械设备的可维护性提出了更高的要求。大型机械设备如果发生故障就会对整个生产线甚至是整个工厂产生影响，这造成的经济损失是不可估量的。
[0003]有线振动故障监测技术虽然满足了一些机械状态监测需求，但是对于一些环境复杂的监测位置有线监测的方法会增大电缆的铺设量、增加布线难度、加大设备运行成本，无线监测的优点便凸显出来了。
[0004]433M无线射频技术具有体积小、低功耗、低成本、高度模块化等特点，广泛应用于无线传输领域。但是433M无线射频技术的功耗会随着传播距离的增大而迅速增大。4G网络能够以10Mbps以上的速度尽心下载，能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求，有着无法比拟的优越性。本实用新型利用433M无线射频技术的体积小、低功耗、低成本、高度模块化的特点并结合4G网络高速数据传输速率的特点，可以满足绝大部分机械振动状态监测的需求。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的就在于开发一种以433M射频技术和4G网络相结合的灵活的机械故障监测的无线传感网络数据采集和传输装置，从而来弥补现有有线监测设备的电缆铺设量大、布线难度高、设备成本高以及单个无线设备的高功耗、低传输速率的缺点。
[0006]本实用新型所采用的技术方案是:
[0007]本实用新型所述的一种面向机械故障监测的无线传感网络数据采集和传输装置利用无线传输的方式进行故障监测，其特征在于利用433M射频模块和4G网络相结合的两级星型结构组网方式通信。
[0008]整个系统有若干采集节点A，若干数据中转站B和一个数据终端C组成，采集节点A装有433M射频模块和传感器模块，数据中转站B装有433M射频模块和4G网络收发模块。
[0009]采集节点A采用STM32作为核心控制器，并且安装了433M射频模块、加速度传感器模块、数据存储模块以及供电模块，加速度传感器模块是监测数据的来源，然后将采集的数据存储到数据存储模块，再通过433M射频模块发送到本节点所在的数据中转站B，所有模块都通过供电模块进行供电。
[0010]数据中转站B采用STM32作为核心控制器，并且安装了433M射频模块、数据存储模块以及4G网络收发模块，433M射频模块接收采集节点的数据，存储到数据存储模块中并由4G网络发送到数据终端，数据终端C采用支持4G网络的台式机或者笔记本电脑。
[0011]无线传感网络采用以多个数据中转站为特点的两级星型网络组网方式，第一级星型网络结构以数据中转站B为网络中心，以采集节点A为网络节点，采用433M射频通信。第二级星型网络结构以数据终端C作为网络中心，以数据中转站B作为节点，采用4G网络通信。
【附图说明】
[0012]图1给出了本实用新型采集节点的结构方框图
[0013]图2给出了本实用新型数据中转站的结构方框图
[0014]图3是本实用新型的结构组网图。
【具体实施方式】
[0015]为使使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方法作进一步地详细描述。
[0016]图1给出了本实用新型采集节点的结构方框图。
[0017]采集节点A的控制电路板2采用STM32作为核心控制器并集成了数据存储器，结合433M射频模块4、加速度传感器模块5、以及供电模块I实现数据的采集与传输。将采集节点A通过安装底座3上的螺孔6安装在旋转机械被监测点，通过加速度传感器模块5采集振动信号，然后将采集的数据存储到数据存储模块，再通过433M射频模4块发送到本节点所在的数据中转站B，所有模块都通过供电模块I进行供电。
[0018]图2给出了本实用新型数据中转站的结构方框图。
[0019]数据中转站B控制电路板2采用STM32作为核心控制器并集成了数据存储器，结合433M射频模块4和4G网络收发模块5进行数据的中转。数据中转站B由安装底座3上的螺孔6进行固定，通过433M射频模块4接收采集节点A发出的数据，并存储到数据存储模块中，随后由4G网络5发送到数据终端C，数据终端C采用支持4G网络的台式机或者笔记本电脑，所有模块都通过供电模块I进行供电。
[0020]图3给出了本实用新型的结构组网图。
[0021]无线传感网络采用以多个数据中转站为特点的两级星型网络组网方式，第一级星型网络结构以数据中转站B为网络中心、以采集节点A为网络节点，采用433M射频通信。第二级星型网络结构以数据终端C作为网络中心、以数据中转站B作为节点，采用4G网络通信。
【主权项】
1.一种面向机械故障监测的无线传感网络数据采集和传输装置，其特征在于:利用433M射频模块和4G网络相结合的组网方式通信，整个系统有若干采集节点，若干数据中转站和一个数据终端组成，并采用以多个数据中转站为特点的两级星型网络组网方式，采集节点装有433M射频模块和加速度传感器模块，数据中转站装有433M射频模块和4G网络收发丰旲块。2.根据权利要求1所述的一种面向机械故障监测的无线传感网络数据采集和传输装置，其特征在于:所述的采集节点采用STM32作为核心控制器，并且安装了 433M射频模块、加速度传感器模块、数据存储模块以及供电模块，加速度传感器模块是监测数据的来源，然后将采集的数据存储到数据存储模块，再通过433M射频模块发送到本节点所在的数据中转站，所有模块都通过供电模块进行供电。3.根据权利要求1所述的一种面向机械故障监测的无线传感网络数据采集和传输装置，其特征在于:所述的数据中转站采用STM32作为核心控制器，并且安装了 433M射频模块、数据存储模块以及4G网络收发模块，433M射频模块接收采集节点的数据，存储到数据存储模块中并由4G网络发送到数据终端。4.根据权利要求1所述的一种面向机械故障监测的无线传感网络数据采集和传输装置，其特征在于:数据终端采用支持4G网络的台式机或者笔记本电脑。5.根据权利要求1所述的一种面向机械故障监测的无线传感网络数据采集和传输装置，其特征在于:无线传感网络采用以多个数据中转站为特点的两级星型网络组网方式，第一级星型网络结构以数据中转站为网络中心，以采集节点为网络节点，采用433M射频通信，第二级星型网络结构以数据终端作为网络中心，以数据中转站作为节点，采用4G网络通信。
【文档编号】G08C17/02GK205666853SQ201620556264
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月12日
【发明人】温江涛, 荣博璇, 于洋
【申请人】燕山大学