一种设备探测感知装置和系统的制作方法

1.本实用新型涉及设备探测感知技术领域，尤其涉及一种设备探测感知装置和系统。


背景技术：

2.随着社会生产力的发展，建筑机电设备的复杂程度越来越高。泵、压缩机、风机、涡轮机、电机等机械设备，在规划、设计、制造、检验、安装、运行、维护直至设备功能完全丧失而最终报废的整个“生命周期”中，由于各种不可靠因素的存在，如规划不合理、设计不可靠、材料选择及加工制造不可靠、安装不可靠、运行维护问题、自然老化等因素，这些设备也会像人一样，经历各种“不舒服”的症状，如振动过大、温度过高、磨损加剧、裂纹增大、输出参数发生变化等，最终导致设备故障，而设备的故障会导致事故，造成人员伤亡。因此，像人一样，在设备运行过程中需要通过一些监测手段来获得设备的健康信息，根据获得的信息诊断设备的健康状况，诊断是否健康。这样的大背景下，设备探测系统层出不穷。但是，由于架构不合理和以及电路板规划不当，经常会导致有较大误差或数据损失的事故。


技术实现要素：

3.鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种设备探测感知装置和系统，用以解决现有设备探测感知装置中由于各结构不合理而导致的干扰误差较大、控制界面分散、故障频出影响主干系统等的问题。
4.本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：
5.一方面，本实用新型实施例提供了一种设备探测感知装置包括电路板，所述电路板包括：中央处理单元、二氧化碳检测模块、温湿度检测模块和蓝牙模块，其中，所述中央处理单元，用于控制所述二氧化碳检测模块、所述温湿度检测模块和所述蓝牙模块；所述蓝牙模块，用于通过蓝牙接口与第一探测器和第二探测器进行数据交互以获取探测结果并将所述探测结果传输至所述中央处理单元；所述二氧化碳检测模块，用于检测环境的二氧化碳浓度，对所述二氧化碳浓度的数据信号进行处理并处理后的二氧化碳浓度数据传送至所述中央处理单元；以及所述温湿度检测模块，用于检测环境的温度和湿度，对处理后的所述温度数据和处理后的所述湿度数据进行处理并传送至所述中央处理单元。
6.上述方案的有益效果如下：该电路板采取的模块化安装方式。相比较于传统的整体印刷整体集成的模式来说，可以做到损坏及时更换、新功能方便扩展升级。
7.基于上述方案的进一步改进，设备探测感知装置还包括语音模块，用于采集声音信号，对所述声音信号进行模数转换以获得噪声值数据并传送至所述中央处理单元。
8.基于上述方案的进一步改进，所述第一探测器为电流传感器和电压传感器，设置在控制柜中，分别用于检测所述控制柜中的三相电压数据和三相电流数据；所述第二探测器为震动传感器，设置在待检测设备上，用于检测所述待检测设备的震动数据；以及所述蓝牙模块，还用于通过所述蓝牙接口获取所述三相电压数据、所述三相电流数据和所述震动
数据并传送至所述中央处理单元。
9.基于上述方案的进一步改进，设备探测感知装置还包括4g通信模块，用于与所述中央处理单元进行数据交互并且通过4g网络将所述震动数据、所述处理后的二氧化碳浓度数据、所述处理后的温度数据、所述处理后的湿度数据、所述三相电压数据和所述三相电流数据和所述噪声值数据上传至web平台。
10.基于上述方案的进一步改进，设备探测感知装置还包括plc模块，用于与所述中央处理单元进行数据交互并且在不支持所述4g网络的条件下通过所述plc模块将所述震动数据、所述处理后的二氧化碳浓度数据、所述处理后的温度数据、所述处理后的湿度数据、所述三相电压数据和所述三相电流数据和所述噪声值数据上传至所述web平台。
11.基于上述方案的进一步改进，所述中央处理单元、所述二氧化碳检测模块和所述温湿度检测模块、所述语音模块和设置在所述电路板的背面上；以及所述蓝牙模块、所述4g通信模块和所述plc模块设置在所述电路板的正面上。
12.基于上述方案的进一步改进，所述二氧化碳检测模块、所述蓝牙模块、所述4g通信模块和所述plc模块通过uart协议与所述中央处理单元进行数据通信；以及所述温湿度检测模块通过i2c总线与所述中央处理单元进行数据通信。
13.基于上述方案的进一步改进，所述中央处理单元为cotex-a7核心板，并控制所述语音模块、所述4g通信模块和所述plc模块。
14.另一方面，本实用新型实施例提供了一种设备探测感知系统，包括：多个以上实施例所述的设备探测感知装置，每个设备探测感知装置设置在一个机房中。
15.基于上述方案的进一步改进，设备探测感知系统还包括：上位机、显示器和多个移动客户端，其中，所述上位机，用于通过4g通信模块或 plc模块从多个设备探测感知装置接收检测数据，其中，所述检测数据包括震动数据、处理后的二氧化碳浓度数据、处理后的温度数据、处理后的湿度数据、三相电压数据和三相电流数据和噪声值数据；所述显示器，用于以数据图表类显示所述检测数据并以故障预警的方式对故障数据进行突出显示；以及所述多个移动客户端中的每个移动客户端，用于从上位机接收所述检测数据。
16.与现有技术相比，本实用新型至少可实现如下有益效果之一：
17.1、本实用新型实施例的电路板采取的模块化安装方式，相比较于传统的整体印刷整体集成的模式来说，可以做到损坏及时更换、新功能方便扩展升级。
18.2、本实用新型实施例采用正面安装通信模块反面安装元器件的规划，相比于传统的统一放置一面的规划这样的规划能做到隔离通信模块，减少干扰。
19.3、本实用新型实施例以设备的健康管理为核心，重点锁定设备的“健康和亚健康”阶段，以保持健康状态的持久性和稳定性为评价标准。研究设备动态损伤规律；设计和实施预防保健、健康监测、平衡调整、动态维修策略和健康保健制度。
20.本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的内容中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过文字以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
21.附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
22.图1为根据本实用新型实施例的设备探测感知装置的示意图。
23.图2为根据本实用新型实施例的设备探测感知系统的示意图。
具体实施方式
24.下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本技术一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。
25.本实用新型的一个具体实施例，公开了一种设备探测感知装置。如图1所示，设备探测感知装置包括电路板，电路板包括：中央处理单元 100、二氧化碳检测模块102、温湿度检测模块110、蓝牙模块108、语音模块112、4g通信模块104和plc模块106。下文中，将参考图1对本实用新型实施例的设备探测感知装置进行详细描述。
26.中央处理单元100用于控制二氧化碳检测模块102、温湿度检测模块 110、语音模块112、4g通信模块104、plc模块106和蓝牙模块108。二氧化碳检测模块102、蓝牙模块108、4g通信模块104和plc模块106 通过uart协议与中央处理单元100进行数据通信。温湿度检测模块110 通过i2c总线与中央处理单元100进行数据通信。例如，中央处理单元为cotex-a7核心板。该cotex-a7核心板主要包括cpu、ram、emmc、蓝牙和wifi等部件。
27.蓝牙模块108用于通过蓝牙接口与第一探测器和第二探测器进行数据交互以获取探测结果并将探测结果传输至中央处理单元100。具体地，第一探测器为电流传感器和电压传感器，具体地，该电流传感器为数字电流传感器，该电压传感器为数字电压传感器。第一探测器设置在控制柜中，分别用于检测控制柜中的三相电压数据和三相电流数据；第二探测器为震动传感器，具体地，该震动传感器为数字震动传感器。第二探测器设置在待检测设备上，用于检测待检测设备的震动数据；以及蓝牙模块，还用于通过蓝牙接口获取三相电压数据、三相电流数据和震动数据并传送至中央处理单元。具体地，探测结果包括三相电压数据、三相电流数据和震动数据，三相电压数据、三相电流数据和震动数据均为数字信号。
28.二氧化碳检测模块102用于检测环境的二氧化碳浓度，对二氧化碳浓度的数据信号进行处理并处理后的二氧化碳浓度数据传送至中央处理单元100。该处理包括信号放大、滤波和ad转换等处理。
29.温湿度检测模块110用于检测环境的温度和湿度，对处理后的温度数据和处理后的湿度数据进行处理并传送至中央处理单元100。该处理包括信号放大、滤波和ad转换等处理。
30.语音模块112用于采集声音信号，对声音信号进行模数转换以获得噪声值数据并传送至中央处理单元100。
31.4g通信模块104用于与中央处理单元100进行数据交互并且通过4g 网络将震动数据、处理后的二氧化碳浓度数据、处理后的温度数据、处理后的湿度数据、三相电压数据和三相电流数据和噪声值数据上传至 web平台。
32.plc模块106用于与中央处理单元100进行数据交互并且在不支持 4g网络的条件
下通过plc模块106将震动数据、处理后的二氧化碳浓度数据、处理后的温度数据、处理后的湿度数据、三相电压数据和三相电流数据和噪声值数据上传至web平台。
33.与现有技术相比，本实施例提供的设备探测感知装置，本实用新型实施例的电路板采取的模块化安装方式，相比较于传统的整体印刷整体集成的模式来说，可以做到损坏及时更换、新功能方便扩展升级。
34.中央处理单元100、二氧化碳检测模块102和温湿度检测模块110、语音模块112设置在电路板的背面上；以及蓝牙模块、4g通信模块和plc 模块设置在电路板的正面上。
35.与现有技术相比，本实施例提供的设备探测感知装置，本实用新型实施例采用正面安装通信模块反面安装元器件的规划，相比于传统的统一放置一面的规划，这样的规划能做到隔离通信模块，减少干扰。
36.本实用新型的另一个具体实施例，公开了一种设备探测感知系统。参考图2，设备探测感知系统包括：多个根据以上实施例所述的设备探测感知装置、上位机200、显示器202和多个移动客户端。
37.多个设备探测感知装置包括第一设备探测感知装置204、第二设备探测感知装置206、
…
、第n设备探测感知装置208。每个设备探测感知装置设置在一个机房中以能够对多个机房进行统一监控。
38.上位机200用于通过4g通信模块104或plc模块106从多个设备探测感知装置接收检测数据。检测数据包括震动数据、处理后的二氧化碳浓度数据、处理后的温度数据、处理后的湿度数据、三相电压数据和三相电流数据和噪声值数据。显示器202用于以数据图表类显示检测数据并以故障预警的方式对故障数据进行突出显示。多个移动客户端包括第一移动客户端210、第二移动客户端212、
…
、第n移动客户端214。每个移动客户端用于从上位机200接收检测数据。
39.下文中，以具体示例的方式，对根据本实用新型实施例的设备探测感知系统进行详细描述。
40.1、cotex-a7核心板
41.中央处理单元，这个主机的核心部件。管控各个模块，通信交互，存储交互等。该核心板主要包括cpu、ram、emmc、蓝牙和wifi等部件。
42.2、4g通信模块
43.通过4g网络与web平台进行数据交互，与核心板之间采用uart进行数据传输。
44.3、蓝牙模块
45.通过ble蓝牙接口与探测器1(数字震动传感器)，探测器2(数字电压传感器、数字电流传感器)进行数据交互，与核心板之间采用uart 进行数据传输。
46.4、二氧化碳检测模块
47.通过这个模块检测外界的二氧化碳浓度，将检测结果传送至核心板。与核心板之间采用uart进行数据传输。
48.5、语音模块
49.通过这个模块采集声音信号，转换成核心板可以接受的ad信号，在核心板中进行数字信号处理，最终形成噪声值。
50.6、温湿度检测模块
51.通过i2c总线与这个模块进行交互。能够精确的检测外界温湿度值。
52.首先，该电路板采取的模块化安装方式。相比较于传统的整体印刷整体集成的模式来说，可以做到损坏及时更换、新功能方便扩展升级。
53.其次，采用正面装通信模块反面安装元器件的规划，相比于传统的统一放置一面的规划，这样的规划能做到隔离通信模块，减少干扰。
54.1、系统流程设计如下：
55.(1)探测器采集各个点位的数据；
56.(2)探测器将采集到的数据通过蓝牙mesh发送至探测主机；
57.(3)探测主机对数据进行初步分析，是否出现明显故障；
58.(4)探测主机采集外部数据，将探测器的数据一起汇总；
59.(5)通过4g网络/plc一起上传到web平台；
60.(6)web平台通过web service将数据推送给客户平台；
61.(7)安卓app可以通过蓝牙对探测器配置参数和查看数据状态。
62.2、系统所具备的功能如下：
63.(1)数据监测功能
64.实时监测各个结点的温度、湿度、oc2、三相工作电流、三相工作电压、设备温度、震动、噪声等。
65.(2)数据存储功能
66.检测模块检测到的数据上传到探测器主机、探测器主机再上传到平台。
67.(3)数据通信功能
68.数据通信包括两层机制。主机和探测器采用蓝牙方式通信，平台和主机之间采用4g通信。不具备4g通信方式的探测主机采用plc通信方式。
69.(4)数据分析功能
70.提供数据图表类的分析功能。包括柱状图、折线图、饼图等。设置规则判定预警。
71.(5)故障预警
72.根据预警规则发出预警信息。
73.(6)安卓app功能
74.包括用户登录，编号，参数设置，状态查询等功能。
75.(7)报表功能
76.对历史记录产生数据报表，根据时间、数据名称进行匹配。
77.(8)日志记录
78.记录用户操作的日志记录、故障产生的记录等；日志记录可以按照时间、类型进行匹配查询。
79.(9)web serivce数据推送
80.可以提供api接口推送数据流给上位平台。
81.本实用新型有益效果如下：
82.该系统中对电路板及其模块进行了优化以达到了减少干扰和方便扩展模块的改良，同时可以解决现有设备探测感知装置中由于各结构不合理而导致的干扰误差较大、控制界面分散、故障频出影响主干系统等问题。
83.本实用新型通过对各个点位的数据的采集汇总并发送到主机进行分析同时初步判断设备是否存在明显问题，而后将结果和数据汇编后上传至平台并推送至移动客户端。不仅能方便管理人员随时掌握设备运行状态和健康情况，同时还能及时获取到在检修周期之间的故障信息，做到了未雨绸缪和全盘把握。提高了运维效率降低了运维的成本减小的事故发生风险。
84.本实用新型仅需要将各个具有相应功能的装置通过本实用新型实施例所给出的连接关系进行连接即可，其中并不涉及任何程序软件方面的改进。而至于各个相应功能的硬件装置之间的连接方式，均是本领域技术人员可以采用现有技术实现的，在此不做详细说明。
85.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。