节点动态数据采集与传播的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种节点动态数据采集与传播，提供一种具有信号处理器的装置，信号处理器被配置成能够对振动机器或振动结构产生的刺激作出响应，并捕获包含与刺激有关的信息的采样数据集，包括刺激至少包括振动机器或振动结构的振动这种情况；并依据执行使用无线通信容量或协议来进行通信的数据解译算法，确定包含来自采样数据集的预选信息子集的无线信令，预选信息子集可作为相关数据提供，相关数据包括相关数据包/样本、相关数据包/样本的大小以及基于相关数据包/样本的计算结果。装置可包括具有信号处理器的数据收集器或传感器，信号处理器布置在数据收集器或传感器中并被配置成能够联接到要监测的振动机器或振动结构。
【专利说明】
节点动态数据采集与传播
技术领域
[0001] 本申请涉及一种用于监测振动机器或振动结构的技术;更具体地讲，涉及一种使 用数据收集器或传感器来监测多台振动机器或多个振动结构的技术。
【背景技术】
[0002] 用于监测振动机器或振动结构的技术是本领域已知的。举例来说，本领域已知一 种手持式振动分析器，该分析器(例如）需要人来使用，还需要人依据该分析器提供的读数 来进行解译。或者，本领域还已知一种监测系统，这种监测系统(例如)是造价高昂的永久性 设备。运用这两种技术时，由于不同的数据收集和处理数据，得到的测量值往往不一致。另 外，使用当前已知的技术既无法跨行业、也无法跨多个可用资源处理大数据集。
[0003] 还可参见美国专利No.8,154,417,其中公开了一种紧凑型整装式状态监测设备， 该专利已转让给本申请受让人，特此以引用方式并入本文。工作时，紧凑型整装式状态监测 设备联接到振动机器，感测与振动机器有关的沿多个轴的振动、以及振动机器温度，从而处 理包含与振动机器温度和振动机器沿多个轴的振动有关的信息的信令，并依据处理过的所 述信令监测振动机器的状态。
【发明内容】
[0004] 本发明提供了用于监测振动机器或振动结构的新颖而独特的技术，更具体地讲， 提供了使用多个数据收集器或传感器来监测多台振动机器或多个振动结构的新颖而独特 的技术。
[0005] 莖置
[0006] 根据一些实施例，本发明可采取包括信号处理器的装置的形式，该信号处理器被 配置成能够：
[0007]对振动机器或振动结构产生的刺激作出响应，并捕获包含与该刺激有关的信息的 采样数据集，包括所述刺激至少包括振动机器或振动结构的振动这种情况;并且
[0008] 依据执行使用无线通信容量或协议来进行通信的数据解译算法，确定包含来自采 样数据集的预选信息子集的无线信令，所述预选信息子集可作为相关数据提供，此相关数 据包括相关数据包/样本、相关数据包/样本的大小、以及基于相关数据包/样本的计算结 果。
[0009] 该装置可包括至少一个数据收集器、传感器或设备，所述至少一个数据收集器、传 感器或设备具有与其自身布置在一起的所述信号处理器，并被配置成能够机械联接到要监 测的振动机器或振动结构，所述振动机器或振动结构例如包括栗或旋转设备。
[0010] 总而言之，本发明的基础是选择所述至少一个数据收集器、传感器或设备可提供 的信息子集，作为所谓的"相关数据"。举例来说，进行该操作的理由可能是所述至少一个数 据收集器、传感器或设备与（例如)无线接入点、继而与中央或云服务器通信的容量(例如， 带宽或时间）有限。举例来说，可将这种所谓的"相关数据"预设为足以代表大多数振动机器 或振动结构监测设备的场景。然而，视具体应用或要监测的振动机器或振动结构的类型而 定，"相关数据"原本可能并不"相关"，并且可以确定，另外的信息子集用于分析和下结论可 能更有效。因此，"相关数据"可经由反向通信信道，在所述数据收集器、传感器或设备中被 重新定义。工作时，相关数据采集克服带宽和/或互联网接入受限的问题，反向信道通信随 时间而改进相关数据。
[0011] 为实施节点动态数据采集与传播技术，本发明可包括下列一个或多个特征：
[0012] 信号处理器可被配置成能够(例如）向另一个数据收集器或传感器、或者向系统或 收集节点提供包含相关数据的无线信令，以便于信号得到进一步处理并且/或者被提供给 中央或云服务器。
[0013] 预选信息子集可能足以代表对这种振动机器或振动结构进行监测的大多数情形。 例如，视要监测的具体振动机器或振动结构而定，可捕获包含有关特定刺激的信息的特定 采样数据集，而且可由所述特定采样数据集确定特定预选信息子集，然后提供该特定预选 信息子集，作为具体振动机器或振动结构的特定相关数据。
[0014] 信号处理器可被配置成能够例如经由反向通信信道接收无线控制信令，该无线控 制信令包含用于在连续评估预选信息子集的相关性的基础上改变预选信息子集的内容的 fg息。
[0015] 装置可包括系统或收集节点，此系统或收集节点包括系统或收集节点信号处理 器，该系统或收集节点信号处理器被配置成能够例如经由反向通信信道接收无线控制信令 并将无线控制信令提供给所述至少一个数据收集器、传感器或设备。
[0016] 无线信令传输受与无线通信容量或协议有关的可用带宽或时间的限制。
[0017] 信号处理器可被配置成能够提供无线信令，作为实时数据流或存储数据流。
[0018] 装置可包括多个数据收集器或传感器，每个数据收集器或传感器都具有相应的信 号处理器并机械联接到要监测的相应振动机器或振动结构，每个信号处理器都被配置成能 够提供包含相应预选信息子集的相应无线信令，其中相应预选信息子集可作为相应的相关 数据提供，包括在某些测量需比照另外的测量进行时的情况。
[0019] 所述多个数据收集器或传感器可被配置成能够被同步以传输相应的无线信令，例 如，包括在整个工厂内以网状节点集合形式向基站传输时的情况。
[0020] 系统或收集节点
[0021] 系统或收集节点可包括系统或收集节点信号处理器，该系统或收集节点信号处理 器被配置成能够通过数据收集器或传感器接收无线信令，并且识别或向下选择无线信令中 所接收到的相关数据;确定包含相关数据的系统或收集节点信令;并且将包含相关数据的 系统或收集节点信令提供给(例如）中央或云服务器，并且/或者将汇总的相关数据提供给 用户。
[0022] 系统或收集节点可包括无线设备，或可采取无线设备的形式，例如包括下列情形： 无线设备是智能电话、iPad、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、个人数字助理(PDA)设备、路 由器、无线中继器、基站，等等。无线设备可被配置成能够实施应用程序(或称App)，来向用 户显示汇总数据。
[0023]无线设备可配置有互联网通信协议能力。
[0024]根据本发明的一些实施例，装置可包括系统或收集节点。
[0025] 中央或云服务器
[0026]中央或云服务器可包括中央或云信号处理器，该中央或云信号处理器被配置成能 够接收系统或收集节点信令，并且存储和解译相关数据;识别优化的动态数据收集和解译 所必需的关键数据，并且确定包含有关新或更新数据解译算法的信息的中央或云服务器信 令;并且/或者将包含新或更新数据解译算法的中央或云服务器信令提供给(例如）系统或 收集节点。工作时，中央或云服务器可基于振动机器或振动结构的具体类型，以及正运用所 述具体类型的振动机器或振动结构的应用的具体类型，来周期性地调整相关数据，并经由 反向通信信道将调整过的相关数据提供给数据收集器或传感器。
[0027] 就与识别优化的动态数据收集和解译所必需的关键数据有关的功能来说，术语 "识别"可被理解为意指并包括下述实施例：中央或云服务器例如由于没有数据而不做解 译，从而用最小参数或更新参数指挥系统和收集节点。或者，术语"识别"可被理解为意指并 包括下述实施例：中央或云服务器可自动确定"相关"数据，并相应地指挥系统和收集节点。
[0028] 就传播来说，中央或云服务器可被配置成能够自动或应用户请求将振动数据传播 给装置的其他部件，例如，收集的数据可从远程位置传输到另一位置，供查看。
[0029]根据本发明的一些实施例，装置可包括中央或云服务器。
[0030]系统节点收集技术
[0031] 在根据本发明的系统节点收集技术中，系统或收集节点还可被配置成能够充当分 配器，用于将新数据解译算法分配给数据收集器或传感器。另外，每个系统或收集节点可被 配置成能够从一组数据收集器或传感器接收相应的无线信令，识别相关数据，并且将系统 或收集节点信令提供给中央或云服务器、并将汇总的相关数据提供给用户。
[0032] 网状节点收集技术
[0033] 网状节点收集技术还可包括下列一个或多个特征：
[0034]在网状节点收集技术中，系统或收集节点可被配置成能够将相应节点命令传输给 一个或多个数据收集器或传感器的本地网络或节点网络，这些节点命令作为由本地网络传 播的节点命令，被分配给本地网络或节点网络内的数据收集器或传感器。
[0035] 所述多个数据收集器可配置有网状节点连接，使得所述多个数据收集器能够交叉 通信，并且将相应的相关数据从一个位置处的一个数据收集器或传感器传输到下一位置处 的下一数据收集器或传感器，再传输到另一位置处的可行互联网连接点。
[0036] 每个数据收集器或传感器可被配置成能够实施网状节点连接算法，以使每个数据 收集器能够交叉通信并且将从相应的一个数据收集器或传感器接收的相应相关数据传输 到相应的下一数据收集器或传感器、或可行互联网连接点。
[0037] 所述多个数据收集器或传感器都可被配置成能够同步数据收集器传输信令，使得 来自每个数据收集器或传感器的相应相关数据从相应位置流至互联网接入点，包括所述多 个数据收集器或传感器与互联网接入点形成具有网状数据收集器或传感器的局部网络这 种情况。
[0038] 装置可包括具有系统或收集节点信号处理器的系统或收集节点，该系统或收集节 点信号处理器被配置成能够接收数据收集器传输信令，并提供系统或收集节点信令，该信 令包含与来自每个数据收集器或传感器的编译过的相应相关数据有关的信息。
[0039]装置可包括具有中央或云服务器信号处理器的中央或云服务器，该中央或云服务 器信号处理器被配置成能够接收系统或收集节点信令，并且存储和解译来自每个数据收集 器或传感器的编译过的相应相关数据。
[0040] 所述多个数据收集器或传感器都可被配置成能够向网状数据收集器提供由本地 网络传播的命令，例如包括下列情况：由本地网络传播的命令包含新或更新数据解译算法， 以便实施修改过或优化的动态数据收集和解译，旨在重新定义预选信息子集且相比之前收 集并解译过的相关数据改进对动态数据的解译。应当理解，与被认为要替换的之前的数据 收集和解译方案相比，修改过的数据收集和解译被认为是动态、自适应或改进的数据收集 和解译方案。
[0041] 相应的信号处理器可被配置成能够接收包含新或更新数据解译算法的由本地网 络传播的命令，并且实施优化的动态数据收集和解译，旨在重新定义预选信息子集且相比 之前收集并解译过的相关数据改进对动态数据的解译。
[0042] 越
[0043]根据一些实施例，本发明可采取包括下列步骤的方法的形式：用信号处理器对振 动机器或振动结构产生的刺激作出响应，并捕获包含与该刺激有关的信息的采样数据集， 包括所述刺激至少包括振动机器或振动结构的振动这种情况；以及依据执行使用无线通信 容量或协议来进行通信的数据解译算法，用信号处理器确定包含来自采样数据集的预选信 息子集的无线信令，所述预选信息子集可作为相关数据提供，此相关数据包括相关数据包/ 样本、相关数据包/样本的大小、以及基于相关数据包/样本的计算结果。
[0044] 根据本发明的一些实施例，所述方法还可包括实施上文和这里所述的一种或多种 特征。
[0045] 越
[0046] 实际情况是，通过将节点数据收集与遥测手段相结合，例如无需安装永久性设备， 也无需人机频繁交互，就可有效测量多台振动机器、振动设备，或多个振动结构，包括术语 "遥测"被认为是具有以下含义的情况:高度自动化的通信过程，凭借该过程，可在远程地点 或不可到达地点进行测量并收集其他测量数据并且传输给接收设备供其监测。
[0047] 本发明可减少操作所需的人机交互和培训，还可减少对电力的需求以及/或者对 接入内联网和/或互联网（以便与动态源有效通信）的需求。
[0048] 本发明还使收集器、传感器或设备之间实现了一致测量。
[0049] 本发明还可跨行业和多个可用资源处理大数据集。
[0050] 本发明还允许细化和改进出色的动态算法。
【附图说明】
[0051] 图1为根据本发明的一些实施例的装置的框图。
[0052] 图2A为根据本发明的一些实施例的用于使用系统节点收集技术实施节点动态数 据采集与传播的装置的示意图。
[0053]图2B为根据本发明的一些实施例的例如与图2A所示装置有关的数据流的示意图， 其中数据流包括数据收集器或传感器设备、系统或收集节点与中央或云服务器之间的数据 流。
[0054]图3A为根据本发明的一些实施例的用于使用网状节点收集技术实施节点动态数 据采集与传播的装置的示意图。
[0055]图3B为根据本发明的一些实施例的例如与图3A所示装置有关的数据流的示意图， 其中数据流包括数据收集器或传感器设备、网状收集器、系统或收集节点与中央或云服务 器之间的数据流。
[0056]图4A为根据本发明的一些实施例的硬件系统/配置的框图。
[0057]图4B为根据本发明的一些实施例的具有相关联功能实例的硬件系统/配置的框 图。
[0058]图5为根据本发明的一些实施例的汇总了数据收集器、系统节点与中央或云服务 器功能的框图/矩阵，该框图/矩阵包含行和列，所述行示出了硬件、动作、示例性动作和相 关改变配置，所述列示出了模拟前端、模拟信号控制、信号分析、信号情报和聚合信号分析。
[0059] 图6为一种具体实施的示意图，该具体实施建立在霍尔效应感测的基础上，其中霍 尔效应感测允许使用磁体进行用户交互。
【具体实施方式】
[0060] 图1:基础装置10
[0061] 举例来说，图1示出了根据本发明的一些实施例的用于实施节点动态数据采集与 传播的装置10。装置10可包括以某种方式组合起来的一个或多个数据收集器、传感器或设 备12、系统或收集节点14、以及中央或云服务器16,用来监测一台或多台振动机器或者一个 或多个振动结构(例如栗或旋转设备）。
[0062] 信号处理器12
[0063]举例来说，并且与图1所示相符，数据收集器或传感器12可包括信号处理器12a，该 信号处理器12a被配置成至少能够：
[0064] 对振动机器或振动结构产生的刺激作出响应，并捕获包含与该刺激有关的信息的 采样数据集，包括所述刺激至少包括振动机器或振动结构的振动这种情况;并且
[0065] 例如依据执行使用无线通信容量或协议来进行通信的数据解译算法，确定包含来 自采样数据集的预选信息子集的无线信令，所述预选信息子集可作为相关数据提供，此相 关数据包括相关数据包/样本、相关数据包/样本的大小、以及基于相关数据包/样本的计算 结果。
[0066] 装置10可包括具有信号处理器12a的数据收集器或传感器12,该信号处理器12a布 置在数据收集器或传感器12中并被配置成能够机械联接到要监测的振动机器或振动结构。
[0067] 信号处理器12a可被配置成能够将包含相关数据的无线信令提供给(例如)类似于 元件12的另一数据收集器或传感器，或类似于元件14的系统或收集器节点，这与本文所公 开的相符。
[0068] 预选信息子集可能足以代表对振动机器或振动结构进行监测的大多数情形。例 如，视要监测的振动机器或振动结构的具体类型或类别而定，可捕获包含有关特定刺激的 信息的特定采样数据集，而且可由特定采样数据集确定特定预选信息子集，然后提供该特 定预选信息子集，作为具体振动机器或振动结构的特定相关数据。举例来说，读者可参考下 文"采样数据"章节的论述。
[0069]信号处理器12a可被配置成能够例如经由反向通信信道接收无线控制信令，该无 线控制信令包含用于在连续评估预选信息子集的相关性的基础上改变预选信息子集的内 容的信息。举例来说，并且与本领域技术人员可认识到的一致，反向通信信道可以是下游信 道，该下游信道的通信频率不同于对应的上游通信频率，目的是在数据收集器或传感器12、 系统或收集节点14、中央或收集节点16和/或用于在任意节点网络13(参见图3A)中的数据 收集器或传感器12之间交换相关联信令的任何频率信道之间交换信令。实际情况是，本发 明的范围并不意在限于本文所使用的反向通信信道的类型或种类、或者频率。
[0070]系统或收集节点14可包括系统或收集节点信号处理器14a，该系统或收集节点信 号处理器14a被配置成能够例如经由反向通信信道接收包含具有前述信息的无线控制信令 的系统或收集节点信令，并将接收到的这种信令提供给所述至少一个数据收集器、传感器 或设备12。
[0071]无线信令传输受到(例如)与无线通信容量或协议有关的可用带宽或时间的限制。 本发明的范围并不意在限于可实施预选信息子集的任何特定可用带宽或时间约束，例如， 包括与目前已知或将来开发的无线通信容量或协议有关的可用带宽或时间。
[0072]与本文提到的相符，信号处理器12a可被配置成能够提供无线信令，作为实时数据 流或存储数据流。
[0073]此外，与下文将提出的（包括图2A、图2B、图3A和图3B所示）相符，多个数据收集器 或传感器12可被配置成能够被同步以传输相应的无线信令，例如，包括在整个工厂内以网 状节点集合形式向任何这类基站传输这种情况。
[0074]系统或收集节点14
[0075]系统或收集节点14可包括系统或收集节点信号处理器14a，该系统或收集节点信 号处理器14a被配置成能够通过数据收集器或传感器接收无线信令，并且识别或向下选择 无线信令中所接收到的相关数据;确定包含相关数据的系统或收集节点信令;将包含相关 数据的系统或收集节点信令提供给(例如）中央或云服务器16,并且/或者将汇总的相关数 据提供给用户。
[0076]系统或收集节点14可包括无线设备，或可采取无线设备的形式，例如包括下列情 形:无线设备是智能手机、IPad、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、个人数字助理(PDA)设 备、路由器、无线中继器、基站，等等。无线设备可被配置成能够实施应用程序(或称App)，来 向用户显示汇总的相关数据。
[0077]无线设备可配置有互联网通信协议能力。
[0078] 中央或云服务器16
[0079]中央或云服务器16可包括中央或云信号处理器15a，该中央或云信号处理器15a被 配置成能够接收系统或收集节点信令，并且存储和解译相关数据;识别优化的动态数据收 集和解译所必需的关键数据，并且确定包含有关新或更新数据解译算法的信息的中央或云 服务器信令;并且/或者将包含新或更新数据解译算法的中央或云服务器信令提供给（例 如)系统或收集节点。
[0080] 与上文提到的相符，中央或云服务器16可被配置成能够例如由于没有数据而不做 解译，从而用最小参数或更新参数指挥系统和收集节点。或者，中央或云服务器16可被配置 成能够自动确定"相关"数据，并相应地指挥系统和收集节点14。
[0081] 根据本发明的一些实施例，在工作时，中央或云服务器16可被配置成能够定义"相 关性"，使得系统根据该定义来收集相关的数据。可针对振动机器或振动结构的任何描述 (例如，位置、型号、设计参数等)定义相关性。与本文提到的相符，本发明的范围旨在涵盖没 有相关性权重因子的那些实施例。然而，本发明的范围旨在还涵盖这样的实施例:原始数据 可通过数据采样器(例如，具有不同的采样率），接着用权重因子加权(例如，可将"1轴中的 振动"理解成提示与另一轴中的振动相关的更少的故障），再接着进行某种数据整合(例如， 不针对单一事件运作），随后将加权的单独数据一起编译，供进一步信号处理。
[0082] 图2A和图2B:系统节点收集技术
[0083] 图2A和图2B示出了根据本发明的一些实施例的用于实施系统节点收集技术与上 游/下游数据流的装置。
[0084]举例来说，图2A示出了装置10,装置10包括类似于元件12的多个数据收集器、传感 器或设备。每个数据收集器或传感器12可机械联接到要监测的相应振动机器或振动结构， 并提供像包含相应预选信息子集的相应无线信令之类的无线信令，所述预选信息子集可作 为相应的相关数据提供。本发明的范围并不意在限于将数据收集器或传感器12以任何特定 方式机械联接到振动机器或振动结构，而是意在涵盖目前已知的方式和将来开发的方式。 工作时，每个数据收集器或传感器12具有类似于元件12a的信号处理器（图1 )，该信号处理 器捕获采样数据集、上机处理捕获到的采样数据集，并且例如依据执行使用无线通信容量 或协议来进行通信的数据解译算法选择相关数据，所述相关数据包括相关数据包/样本、相 关数据包/样本的大小、以及基于相关数据包/样本的计算结果，这与图2B所示模块12A指示 的相符。每个数据收集器或传感器12将包含预选信息子集(作为相关数据提供)的无线信号 提供给(例如)系统或收集节点14,以便进一步提供给中央或云服务器。图2A中，每个系统或 收集节点14从一个或多个数据收集器或传感器12接收相应的无线信令，再加以进一步处 理。
[0085]系统或收集节点信号处理器14a还可被配置成能够实施与收集节点有关的信号功 能，例如，以便从设备12捕获数据并向用户提供汇总的相关数据，包括无线设备被配置成能 够实施应用程序(或称App)来向用户显示汇总的相关数据这种情况，这与图2B所示模块14A 指示的相符。
[0086]在工作时，并且与图2B所示相符，中央或云服务器信号处理器16a可被配置成能够 执行下列操作:实施与服务器有关的信号功能，例如，以便接收系统或收集节点信令，并且 存储和解译相关数据，这与图2B所示模块16A指示的相符;识别优化的动态数据收集和解译 所必需的关键数据，这与图2B所示模块16B指示的相符；以及提供包含新或更新数据解译算 法的中央或云服务器信令。系统或收集节点信号处理器14a还可被配置成能够:接收包含新 或更新数据解译算法的中央或云服务器信令，充当新数据解译算法的分配器，这与图2B所 示模块14B指示的相符;并且例如经由反向通信信道向设备12提供包含新或更新数据解译 算法的对应系统或收集节点信令。信号处理器12a可被配置成能够例如经由反向通信信道 接收包含新或更新数据解译算法的对应系统或收集节点信令，并且实施优化的动态数据收 集和解译，旨在重新定义预选信息子集且相比之前收集并解译的相关数据改进对动态数据 的解译，这与图2B所示模块12B指示的相符。
[0087]图3A和图3B:网状节点数据收集技术
[0088]图3A和图3B示出了根据本发明的一些实施例的用于实施网状节点收集技术与上 游/下游数据流的装置。
[0089] 类似于元件12的所述多个数据收集器或传感器可在节点网络13中配置有网状节 点连接，使得所述多个数据收集器或传感器12能够交叉通信，并将相应的相关数据从一个 位置处的一个数据收集器或传感器12传输到下一位置处的下一数据收集器或传感器，再传 输到另一位置处的可行互联网连接点，例如，类似于系统或连接节点14的连接点。
[0090] 本领域的技术人员会知道，每个数据收集器或传感器12可被配置成能够实施网状 节点连接算法，使每个数据收集器或传感器12能够交叉通信，选择从一个数据收集器接收 的相应相关数据，并将该相应相关数据传输到相应的下一数据收集器或传感器12、或可行 互联网连接点（例如，类似于系统或连接节点14的连接点），这与图3B所示模块12A'指示的 相符。
[0091] 所述多个数据收集器或传感器和/或节点网络12/13可被配置成能够同步数据收 集器传输信令，使得来自每个数据收集器或传感器12的相应相关数据从相应位置(例如，包 括极端位置)流至互联网接入点，包括所述多个数据收集器或传感器以及互联网接入点形 成具有网状收集器或传感器12的局部网络13(图3B)这种情况，这与图3B所示模块12C'指示 的相符。
[0092]系统或收集节点信号处理器14a可被配置成能够接收数据收集器传输信令，并提 供系统或收集节点信令，该信令包含的信息与编译过的来自节点网络13中的每个数据收集 器的相应相关数据有关，这与图3B所示模块14A'指示的相符。中央或云服务器信号处理器 16a可被配置成能够接收系统或收集节点信令，并且存储和解译来自每个数据收集器12的 编译过的相应相关数据，这与图3B所示模块16A'指示的相符。
[0093]此外，中央或云服务器信号处理器16a还可被配置成能够识别优化的动态数据收 集和解译所必需的关键数据，并提供包含有关新数据解译算法的信息的中央或云服务器信 号处理器信令，这与图3B所示模块16B'指示的相符。系统或收集节点信号处理器14a还可被 配置成能够接收中央或云服务器信号处理器信令，并向（例如)节点网络13中的一个或多个 网状数据收集器或传感器提供包含此类信息的系统或收集节点信号处理器信令，这与图3B 所示模块14B'指示的相符。
[0094] 在节点网络13中，所述多个数据收集器或传感器12可被配置成能够接收系统或收 集节点信号处理器信令，并向相应的网状数据收集器或传感器12提供由本地网络传播的节 点命令，例如包括下列情况：由本地网络传播的命令包含新或更新数据解译算法，以便实施 优化的动态数据收集和解译，旨在重新定义预选信息子集且相比之前收集并解译过的相关 数据改进对动态数据的解译，这与图3B所示模块12D '指示的相符。
[0095] 相应的信号处理器12a可被配置成能够接收包含新或更新数据解译算法的由本地 网络传播的命令，并且实施优化的动态数据收集和解译，旨在重新定义预选信息子集且相 比之前收集并解译过的相关数据改进对动态数据的解译，这与图3B所示模块12B'指示的相 符。应当理解，视任何具体的振动机器或振动结构的操作而定，由本地网络传播的命令可针 对一部分相应的网状数据收集器或传感器12而非所有相应的网状数据收集器或传感器12 包含新或更新数据解译算法。
[0096] 本发明的范围还意在涵盖网状节点数据收集技术具有另外的能力(包括提供数据 冗余的能力，或更快传输通信的能力）的情形，可设想这类实施例。例如，一个或多个相邻节 点可被配置成能够通过记录相同数据以免因网络节点丢失而发生数据丢失来提供冗余数 据。又如，一个或多个网络节点可被配置成能够经由最快传输路径与冗余数据通信，或者能 够同时与多台设备上的冗余数据通信以增加带宽。
[0097]图 4A 和图 4B
[0098]图4A示出了被概括示为100的硬件系统/配置，图4B示出了与图4A所示各硬件元件 相关联的功能实例。在图4A和图4B中，硬件系统/配置100可包括微处理器101、同步传感器 102、3轴加速度计103、振动传感器104、温度传感器105、4信道A/D转换器106、信号调节器 107、电源管理单元108、扁平电池109、数据存储模块112、无线电模块113以及信号放大器 115(参见图4B)。在图4A中，各硬件元件经由各种引脚连接（如图中以标记示出）联接到一 起，以便实施与本发明的一些实施例相关联的功能。
[0099]如图4B所示，举例来说，微处理器101可被配置成能够执行数据解译功能101a、信 号处理功能10lb、101c、校准功能101d、以及计算功能10le，例如这些功能都与本文公开的 一致。
[0100]举例来说，电源管理单元108可被配置成能够执行传感器功能109a和处理器功能 108b，例如这些功能都与本文公开的一致。
[0101 ]举例来说，同步传感器102可被配置成能够执行计时功能102a和其他振动传感器 功能l〇2b，例如这些功能都与本文公开的一致。
[0102] 举例来说，数据存储模块112可被配置成能够执行报警信息功能112a、例程信息功 能112b和操作系统功能101c，例如这些功能都与本文公开的一致。
[0103] 举例来说，无线电模块113可被配置成能够执行广告信息功能113a以及一种或多 种数据通信功能113b、113c，例如这些功能都与本文公开的一致。
[0104]本领域的技术人员会知道，图4B示出的功能仅用于举例说明，微处理器101、同步 传感器102、振动传感器104、A/D转换器106、信号调节器107、电源管理单元108、数据存储模 块112、无线电模块113和信号放大器115全都可被配置成能够执行图4B未示出的其他功能， 以便实施本文所公开的本发明范围和实质内的基本功能。
[0105]图5:数据收集器、
[0106] 系统节点以及中央或云服务器功能汇总
[0107] 图5示出汇总了数据收集器、系统节点与中央或云服务器功能的框图或矩阵，该框 图或矩阵被概括示为200,包括多个行1?1、1?2、1?、1?4和多个列(： 1、(：2、(：3、〇4、(：5，所述行示出了 硬件、动作、示例性动作和相关改变配置，所述列示出了模拟前端、模拟信号控制、信号分 析、信号情报和聚合信号分析。为避免杂乱，未在图5中分别标记矩阵中各单独行列元素(像 ^，(^^，(^^，(^…^，(^^。^，(^，下文也没有分别描述该矩阵中的全部行列元素。
[0108] 举例来说，与代表硬件的行心和代表其模拟前端的列&相交处的数据收集器相关 联的功能可包括与传感器、模拟滤波器和电源或电池工作有关的具体实施，或可采取这类 具体实施的形式。
[0109] 举例来说，与代表动作的行R2和代表其模拟前端的列Ci相交处的数据收集器相关 联的功能可包括与收集能够被发送至模拟-数字转换器的模拟信号有关的具体实施，或可 采取这类具体实施的形式，例如，包括从6-D0F(自由度)传感器收集模拟信号（参见代表示 例性动作的行R 3列&的相交处）。
[0110] 举例来说，与代表硬件的行Ri和代表其模拟信号控制的列C2相交处的数据收集器 相关联的功能可包括与模拟_数字转换器、时钟和无线电装置有关的具体实施，或可采取这 类具体实施的形式。
[0111] 举例来说，与代表动作的行R2和代表其模拟信号控制的列c2相交处的数据收集器 相关联的功能可包括与控制何时需要收集信号、控制信号的模拟到数字转换、控制对信号 采样的持续时间以及使测量和其他传感器同步有关的具体实施，或可采取这类具体实施的 形式，例如，包括使用高采样频率对比低采样频率(参见代表示例性动作的R3和列c 2的相交 处)。
[0112] 本领域的技术人员在查看图5所示内容的基础上，可认识到并理解其余的数据收 集器、系统节点以及中央或云服务器功能，包括多个行則、1?2、1?3、1?4和多个列(： 1、(：2、(：3、〇4、 C5,所述行示出了硬件、动作、示例性动作和相关改变配置，所述列示出了其余的模拟前端、 模拟信号控制、信号分析、信号情报和聚合信号分析，例如这些功能都与本文公开的一致。
[0113] 信号处理器 12a、14a、16a
[0114] 信号处理器12a、14a、16a可被配置成能够执行用于实施本发明的基础信号处理功 能。信号处理器12a、14a、16a可为独立的信号处理模块，可形成控制器、控制器模块等的一 部分，或可形成某个其他模块的一部分。本领域已知许多不同类型和种类的信号处理器、控 制器和控制器模块，例如，包括可编程逻辑控制器等。举例来说，基于对此类已知信号处理 器的理解，本领域技术人员将能够对信号处理器12a、14a、16a进行配置以执行与本文所述 相符的前述信号处理功能。
[0115] 通过更进一步举例的方式，信号处理器的功能可使用硬件、软件、固件或它们的组 合来实施，然而本文无意将本发明的范围限于它们的任何特定实施例。在典型的软件实施 中，此类模块可为一种或多种基于微处理器的架构，其具有微处理器、随机存取存储器 (RAM)、只读存储器(ROM)、输入/输出设备，以及连接这些部件的控制总线、数据总线和地址 总线。本领域的技术人员无需过度试验，就能够对此类基于微处理器的具体实施进行编程 以执行本文所述功能，包括下列情况:将信号处理器和存储器组合起来实施程序代码（例 如，存储在存储器内的程序代码），从而使信号处理器实施前述信号处理功能。本文无意将 本发明的范围限于使用目前已知技术或将来开发的技术的任何特定具体实施。
[0116]信号处理器、控制器或控制器模块可包括本领域已知的用于执行其他功能的其他 模块，这些其他功能不构成本发明的一部分，也未在本文中详细描述。
[0117]采样数据
[0118] 举例来说，并且与本领域技术人员的认识和理解相符，采样数据集的类型可包括 或基于刺激(例如，沿一个或多个平移轴或旋转轴的振动）的类型、测量刺激的频率(例如， 以亚秒、秒、分、小时、天等为单位）、提供测量值的频率(例如，由数据收集器或传感器等提 供）。应当理解，所述轴并不意在限于物理轴本身。作为替代，可沿振动机器或振动结构的不 同轴来限定轴，这些不同的轴例如:沿水平轴上不同点的多个水平轴、沿垂直轴上不同点的 多个垂直轴，以及/或者沿横向轴上不同点的多个横向轴，沿不同水平轴、垂直轴和横向轴 的多个旋转轴，等等。换句话说，任何给定振动机器或振动结构都可被理解为有n个给定自 由度和相关联的轴需要感测。
[0119] 再举例来说，采样数据集的类型可包括或基于两个或两个以上传感器之间的"相 对运动"，以确定相位或失准这样的测量结果。
[0120] 再举例来说，视数据采样频率、以及数据采样或测量的类型或种类而定，采样数据 集可能变得非常大，并且由于无线通信容量和协议的限制(例如，基于带宽和时间的约束）， 采样数据集难以有效传输。鉴于此，所选信息子集可包括一部分而非全部采样数据，例如， 一部分刺激类型(例如，沿一个或多个轴的振动)或一部分刺激测量频率(例如，以亚秒、秒、 分、小时、天等为单位），等等。
[0121] 此外，与上文阐明的一致，不同类型或种类的振动机器或振动结构可能需要不同 类型的采样数据集。例如，针对一种类型或类别的要监测的振动机器或振动结构，可捕获包 含有关一种类型刺激的信息的一种类型的采样数据集，而且可由所述一种类型的采样数据 集确定一种类型的所选信息子集，并提供所述一种类型的所选信息子集，作为所述一种类 型或类别的振动机器或振动结构的一种类型的相关数据。相比之下，针对另一种类型或类 别的要监测的振动机器或振动结构，可捕获包含有关另一种类型刺激的信息的另一种类型 的采样数据集，而且可由所述另一种类型的采样数据集确定另一种类型的所选信息子集， 并且提供所述另一种类型的所选信息子集，作为所述另一种类型或类别的特定振动机器或 振动结构的另一种类型的相关数据。
[0122] 实际情况是，本发明的范围并不意在限于监测任何特定类型或种类的振动机器或 振动结构、测量或感测任何特定振动机器或振动结构的任何特定类型或种类的刺激、以任 何特定频率测量任何特定振动机器或振动结构的刺激、或者以任何频率提供任何特定振动 机器或振动结构的测量值，等等。此外，本发明的范围意在涵盖监测多种类型或种类的振动 机器或振动结构，或测量或感测任何特定振动机器或振动结构的刺激，其中振动机器或振 动结构的类型或种类包括目前已知的和将来开发的。
[0123] 信号处理算法
[0124] 本领域的技术人员会知道，信号处理算法是本领域已知的，包括数据解译算法或 网状节点连接算法这样的信号处理算法。
[0125] 举例来说，本领域的技术人员将能够基于本申请公开的内容和现有技术而实施数 据解译算法，无需过度试验，就可处理采样数据集，并提供来自采样数据集的预选信息子 集，作为相关数据。例如，本领域的技术人员将能够例如基于数据解译算法或网状节点连接 算法而实施数据解译算法，由此处理采样数据集，并提供来自采样数据集的预选信息子集， 作为具有采样数据集的某个子集的相关数据。
[0126] 此外，举例来说，本领域的技术人员还将能够基于本申请公开的内容和现有技术 而实施网状节点连接算法，无需过度试验，就可交换来自类似于元件12的相应数据收集器 或传感器的采样数据集，将采样数据集提供给类似于元件14的系统或收集节点，并且将本 地网络节点命令接收并传播到这种类似于元件14的系统或收集节点。
[0127] 本发明的范围并不意在限于目前已知或将来开发的任何特定类型或种类的任何 此类数据解译算法或任何此类网状节点连接算法。例如，数据解译算法或网状节点连接算 法可能是本领域已知的，并且适用于满足本发明的信号处理要求。
[0128] 振动机器或振动结构
[0129] 振动机器或振动结构（例如，栗或旋转设备、往复运动机器、发动机、鼓风机)是本 领域已知的，本文不详细描述。此外，本发明的范围并不意在限于目前已知或将来开发的任 何特定类型或种类的振动机器或振动结构。
[0130] fWj^p
[0131] 同步应被理解为使振动信令与数据收集器或网络内的另一信号或传感器同步的 能力。实际情况是，在一些实施例中，视具体应用而定，同步的传感器结果相比单独感测振 动，可以更好地识别出相关数据。
[0132] 举例来说，三种重要的同步可包括温度、时间和GPS位置。例如，本发明的范围意在 涵盖振动信令可与另一传感器(如温度传感器或时钟（时间））同步的实施例。这种情况下， 在一些实施例中，可以同时测量温度和振动。或者，在一些实施例中，两个传感器可被配置 成能够基本上同时测量振动。本发明的范围还意在涵盖使用目前已知和将来开发的传感器 的情况，可设想这类实施例。
[0133] 此外，还可设想另外使用温度作为动态数据采集系统的一个分量的实施例，本发 明的范围意在涵盖这类实施例。
[0134] 数据收集器和传感器功能
[0135] 根据一些实施例，举例来说，数据收集器和传感器可被配置成能够实施模拟前端 功能、模拟信号控制功能、信号分析功能和信号情报功能。相应功能可与特定硬件、要采取 的动作以及相关改变配置相关联。
[0136] 具体地讲，与特定硬件有关的模拟前端功能可包括与传感器相关联的功能(例如， 判断6自由度(D0F)振动传感器的哪些信号是相关的）、与模拟滤波器相关联的功能（例如， 最小采样频率信号）、与电源或电池相关联的功能（例如，测量频率）。与特定动作有关的模 拟前端功能可包括收集能被发送至模拟-数字转换器(ADC)的模拟信号这种功能。（本领域 的技术人员将认识并理解，本文使用的术语"频率"，可被理解为例如A/D转换器从振动刺激 收集信息的频率(一般以每秒若干赫兹或若干个周期为单位测量），或监测设备开启的频率 (一般以小时、周等为单位测量）。）
[0137] 与硬件有关的模拟信号控制功能可包括与ADC、时钟或无线电装置相关联的功能。 与特定动作有关的模拟信号控制功能可包括与控制何时需要收集信号、控制信号的模拟到 数字转换、控制信号持续时间或使测量和其他传感器同步相关联的功能。特定动作的例子 可包括与高采样频率对比低采样频率有关的模拟信号控制。相关改变配置可包括或涉及采 样频率、采样持续时间、模拟-数字分辨率、选择特定传感器或同步多个测量。
[0138] 与硬件有关的信号分析功能可包括与实施信号处理器相关联的功能。与特定动作 有关的信号分析功能可包括以下功能:利用数字校正技术改善接收到的信号、对该信号执 行分析(例如，将该信号转换为信息)或者提供数据分类、数据验证或数据存储。特定动作的 例子可包括与频域分析有关的信号分析。相关改变配置可包括或涉及数字校正的方法或等 级，或者分析信号并将其转换为相关信息的动态算法。
[0139] 与硬件有关的信号情报功能可包括与逻辑处理器相关联的功能。与特定动作有关 的信号情报功能可包括以下功能:从原始信号或已分析信号提取条件标准、或选择要传输 的数据。特定动作的例子可包括利用信号分析提供一种或多种机器报警状态，包括提供像 "报警"、"注意"或"0K"之类的指示。相关改变配置可包括或涉及从被视为相关的信号、无线 电通信(例如，双向通信)或无线电广播(例如，单向通信）中识别出信息的设定标准。
[0140] 本发明的范围意在涵盖与至少一些信号分析功能和至少一些信号情报功能（例 如，与本文提到的相符)有关的数据收集器或传感器与系统或收集节点之间功能重叠情形， 可设想这类实施例。
[0141] 系统或收集节点功能
[0142] 根据一些实施例，举例来说，系统或收集节点可被配置成能够实施模拟信号分析 功能和信号情报功能。相应功能可与特定硬件、要采取的动作以及相关改变配置相关联。
[0143] 具体地讲，与硬件有关的信号分析功能可包括与实施信号处理器相关联的功能。 与特定动作有关的信号分析功能可包括以下功能：利用数字校正技术改善接收到的信号、 对该信号执行分析(例如，将该信号转换为信息)或者提供数据分类、数据验证或数据存储。 特定动作的例子可包括与频域分析有关的信号分析。相关改变配置可包括或涉及数字校正 的方法或等级，或者分析信号并将其转换为相关信息的动态算法。
[0144] 与硬件有关的信号情报功能可包括与实施逻辑处理器相关联的功能。与特定动作 有关的信号情报功能可包括以下功能:从原始信号或已分析信号提取条件标准、或选择要 传输的数据。特定动作的例子可包括利用信号分析提供一种或多种机器报警状态，包括提 供像"报警"、"注意"或"0K"之类的指示。相关改变配置可包括或涉及从被视为相关的信号、 无线电通信(例如，双向通信)或无线电广播(例如，单向通信）中识别出信息的设定标准。
[0145] 本发明的范围意在涵盖与至少一些信号分析功能和至少一些信号情报功能（例 如，与本文提到的相符)有关的数据收集器或传感器与系统或收集节点之间功能重叠情形， 可设想这类实施例。
[0146] 中央或云服务器功能
[0147] 根据一些实施例，举例来说，中央或云服务器可被配置成能够实施聚合信号分析 功能。相应功能可与特定硬件、要采取的动作以及相关改变配置相关联。
[0148] 具体地讲，与硬件有关的聚合信号分析功能可包括与中央或云服务器相关联的功 能。与特定动作有关的聚合信号分析功能可包括以下功能:组合并组织聚合数据、或控制分 析和情报子系统。特定动作的例子可包括与有助识别出改进的相关检测的聚合信号或信令 分析有关的信号分析。相关改变配置可包括或涉及存档数据、签名定义或聚合数据分析。
[0149] 软件算法实例
[0150] 1 概述
[0151] 下文根据本发明的一些实施例，以举例的方式概述了包含用于实施数据收集器、 传感器或设备的功能和操作的软件算法。
[0152] 2 方法/SOW
[0153] 举例来说，软件算法可在下列硬件系统/配置和相关联功能的基础上实施，可能涉 及下列硬件系统/配置和相关联功能，或者可使用下列硬件系统/配置和相关联功能实施。
[0154] 2.1技术方法
[0155] 图4A以举例的方式示出了根据本发明一些实施例的用于实施硬件系统/配置(被 概括示为1 〇〇)的电路的框图。
[0156] 2.2报警等级
[0157] 举例来说，报警等级功能可基于下列各点实施：
[0158] 报警等级可为温度阈值和振动阈值，在超过这些阈值时，会触发数据收集器、传感 器或设备进入报警模式。大多数情况下，这些阈值可基于振动机器或振动结构的类型或种 类(例如，栗类型、电机功率）。
[0159] 用户可基于栗序列号，和对中央或云服务器的访问，在节点处设置这些阈值。
[0160] 可将软件实施为设置初始振动阈值，例如每秒0.005588米(每秒约0.22英寸）。
[0161] 还可将软件实施为存储x振动、y振动和z振动的报警等级，以及达到报警标准时的 任何同步传感器，例如，在满足报警标准时，将多个传感器数据集与动态数据一起存储。这 将允许用户手动设置报警等级，或经由按栗类型查找到的序列号或通过自动检测阈值的基 线法设置报警等级。
[0162] 在一些实施例中，可将软件实施为在接收到基线请求时，将当前温度值、x振动值、 y振动值和z振动值设置成报警等级。
[0163] 举例来说，根据本发明的一些实施例，可预先设置这些振动阈值、轴选择、测量频 率、温度设定和实际采样测量的某种组合，以及它们的与报警等级功能有关的相关联计算 信号处理方法，并加以重新定义，作为自适应相关数据方案的一部分。
[0164] 2.3数据存储
[0165] 举例来说，数据存储功能可基于下列各点实施：
[0166] 可将软件实施为存储温度和振动等级数据，例如，每小时存储一次，持续60天。这 些存储值可由ADC(类似于图4中的元件106)收集，所述ADC连接至。在一些实施例中，不存储 MSP每5分钟收集一次的振动值，本发明的范围并不意在限于是否存储收集的振动值、或可 实施任何这类存储的频率。
[0167] 可将软件实施为使用0.25s的数据，每小时计算一次数据的RMS值。
[0168] 可将软件实施为包括所有存储数据的时间戳。
[0169] 可将软件实施为在达到存储极限时用最新数据替换最早的数据。
[0170] 可将软件实施为存储将被用作系统识别信息的字符。可将软件实施为一旦接收到 系统命令消息，便更新该信息。另外，可将软件实施为应请求将该信息发送至系统节点。举 例来说，系统识别信息通常不用于任何进一步的基于软件的信号处理，而是用于提供定性 信息，例如可能与数据分析相关的设备配置。
[0171] 举例来说，根据本发明的一些实施例，可预先设置这些参数的某种组合，以及与数 据存储功能有关的针对这些参数的相关联计算信号处理方法，并加以重新定义，作为自适 应相关数据方案的一部分。
[0172] 2.3.1数据存储-计数器
[0173] 举例来说，数据存储计数器功能可基于下列各点实施：
[0174] 可将软件实施为在满足"运行小时数"、"空闲小时数"、"报警小时数"计数器递增 标准的情况下，每小时递增一次这些计数器。
[0175] 可将软件实施为在RMS振动等级位于当前报警等级10%内的情况下，递增"运行小 时数"计数器。或者，可将软件实施为在某个其他参数也可被视作相关的情况下，递增"运行 小时数"。
[0176] 可将软件实施为在当前振动测量值超过报警等级的情况下，递增"振动报警小时 数"。
[0177] 可将软件实施为在当前温度测量值超过报警等级的情况下，递增"温度报警小时 数"。
[0178] 可将软件实施为一旦接收到系统命令消息，便重置"运行小时数"计数器。举例来 说，可从移动应用程序接收命令消息。
[0179] 可将软件实施为每小时递增一次收集器节点、传感器或设备中电气"运行时间"计 数器的计数。该计数器通常是递增的，因为其指示收集器节点、传感器或设备已处于激活状 态（即，被施加电力）的小时数。该计数器通常不被重置。例如，该计数器的一个目的是使移 动应用程序能够测量并且如有可能预测电池的寿命。
[0180] 举例来说，根据本发明的一些实施例，可预先设置这些参数的某种组合，以及与数 据存储计数器功能有关的针对这些参数的相关联计算信号处理方法，并加以重新定义，作 为自适应相关数据方案的一部分。
[0181] 2.3.2数据存储-报警
[0182] 举例来说，数据存储报警功能可基于下列各点实施：
[0183] 在检测到报警时，可将软件实施为存储原始信号的时间波形(TWF)、总能量(例如 均方根(RMS)振动)测量值、快速傅里叶变换(FFT)和其他分析方法。
[0184] 可将软件实施为在存储器中保存最新的或最重要的报警读数。举例来说，软件可 保存最新的三个FFT和上一年中能量最高的FFT。
[0185] 举例来说，根据本发明的一些实施例，可预先设置这些参数的某种组合，以及与数 据存储报警功能有关的针对这些参数的相关联信号计算处理方法，并加以重新定义，作为 自适应相关数据方案的一部分。
[0186] 2.3.3数据存储-数据聚合
[0187] 举例来说，存储例程数据的操作可总结为下列几点：
[0188] 每小时一次地，可将软件实施为在振动机器或振动结构运行时自始至终存储与温 度值同步的三轴振动传感器的x、y、z方向RMS振动。
[0189] 可将软件实施为将每小时数据聚合成每周数据，每周数据包含最大值、最小值、平 均值或其他统计测量值(例如，百分率或标准偏差），并存储在较长时段内有效性较高的聚 合数据，例如，5年内的日平均数据将表现出较高的有效性。
[0190] 举例来说，根据本发明的一些实施例，可预先设置这些参数的某种组合，以及与数 据存储日平均功能有关的针对这些参数的相关联计算信号处理方法，并加以重新定义，作 为自适应相关数据方案的一部分。
[0191] 2.4无线电广告包更新
[0192]举例来说，能广告包中信息的无线电协议（即Bluetooth?)可基于下列各点更新 功能：
[0193] 可将软件实施为在无线电存储器中存储当前的x、y、z方向振动和温度数据，一旦 接收到系统命令消息，广告包就会改变，这与上机存储不同。举例来说，这将在由移动应用 程序发送命令的情况下允许数据收集器、传感器或设备被用作振动测量设备。
[0194] 可将软件实施为以给定频率(例如，每小时一次)更新广告包中的数据。兼容无线 电的节点将能够在不发起无线电连接的情况下读取该数据。
[0195] 例如，可将16位状态字并入广告包。这种状态字可被定义为包含与正被监测的设 备的状态有关的汇总信息。例如，状态字可提供振动RMS等级、报警状态和/或设备名称。
[0196] 举例来说，根据本发明的一些实施例，可预先设置这些参数的某种组合，以及与无 线电广告包更新功能有关的针对这些参数的相关联计算信号处理方法，并加以重新定义， 作为自适应相关数据方案的一部分。
[0197] 2.5多种测量
[0198] 举例来说，测量功能可基于下列各点实施：
[0199] 可将软件实施为将当前x、y、z方向振动和同步传感器等级与报警标准比较。可粗 略执行分辨率较低的测量，例如以节省电力，从而允许在报警情况下执行高分辨率测量。
[0200] 举例来说，可将软件实施为令数据收集器执行低分辨率测量以节省电力，但在已 检测到报警标准的情况下转而执行高分辨率测量。在报警模式下，可将软件实施为调整其 处理方式，以帮助用户满足器械或结构的具体需要。
[0201]如果振动机器或振动结构不处于报警模式，就应理解其处于正常模式。
[0202]举例来说，根据本发明的一些实施例，可预先设置这些参数的某种组合，以及与测 量功能有关的针对这些参数的相关联计算信号处理方法，并加以重新定义，作为自适应相 关数据方案的一部分。
[0203] 2.5.1进入报警模式
[0204] 举例来说，进入报警模式功能可基于下列各点实施：
[0205] 在测得的低分辨率振动等级(例如，每五分钟测量一次)超过报警阈值测量值的情 况下，可将软件实施为令数据收集器进入高分辨率模式，以确认报警。如果报警在高分辨率 模式下得到确认，设备便可进入报警状态。如果报警被拒绝，便可忽略或重新校准低分辨率 测量，以防止触发另外的误报警。
[0206] 举例来说，根据本发明的一些实施例，可预先设置这些参数的某种组合，以及与进 入报警模式功能有关的针对这些参数的相关联计算信号处理方法，并加以重新定义，作为 自适应相关数据方案的一部分。
[0207] 2.5.2返回正常模式
[0208]举例来说，返回正常模式功能可基于下列各点实施：
[0209]在低分辨率模式下每5分钟测得的x方向振动等级、7方向振动等级、z方向振动等 级小于或等于报警阈值并且单元当前正处于报警状态的情况下，可将软件实施为令数据收 集器、传感器或设备进入正常模式，或者在高分辨率模式下使用测量设备内的不同软件或 硬件确认返回正常模式。
[0210] 举例来说，根据本发明的一些实施例，可预先设置这些参数的某种组合，以及与返 回正常模式功能有关的针对这些参数的相关联计算信号处理方法，并加以重新定义，作为 自适应相关数据方案的一部分。
[0211] 2.6报警灯控制
[0212] 举例来说，报警灯控制功能可基于下列各点实施：
[0213] 可将软件实施为在数据收集器、传感器或设备处于振动报警模式的情况下，使红 灯闪烁，例如每5秒闪烁一次。
[0214] 可将软件实施为在最新测量值未超过振动或同步传感器的报警等级并且小于已 记录的超过报警等级的两个连续测量值的情况下，使绿色LED闪烁，例如每5秒闪烁一次。
[0215] 可将软件实施为在数据收集器与节点之间正执行无线配对的情况下，使蓝色LED 闪烁，例如每5秒闪烁一次。
[0216] 举例来说，根据本发明的一些实施例，可预先设置这些参数的某种组合，以及与报 警灯控制功能有关的针对这些参数的相关联计算信号处理方法，并加以重新定义，作为自 适应相关数据方案的一部分。
[0217] 2.7FFT 定义
[0218] 举例来说，FFT功能可基于下列各点实施：
[0219]可将软件实施为计算FFT、可能的高分辨率振动测量值、加速度计x、y、z轴上收集 的高分辨率数据，具体定义参见本文第2.3.2节。本节以举例的方式限定FFT信号处理的要 求。
[0220] 举例来说，可将软件实施为使用已知的标准IEST-RD-DTE012.2来计算FFT。
[0221] 可将软件实施为采集例如10s(或更长时间）的数据，这些数据可被同步或异步平 均，以生成最后的FFT输出。
[0222] 可将软件实施为使用每个重叠FFT上的汉宁窗(Hanning window)。
[0223]可将软件实施为输出已校准或未校准的FFT，而将未校准的测量值顺延到节点或 者中央或云服务器。
[0224] 可将软件实施为输出不同单位的FFT，然而，对熟悉本领域的人来说，无需任何撤 消计算，可将软件实施为输出任何运动单位，例如加速度(g' s、g2/Hz)、速度（in/s、mm/s、 (in/s)2/Hz) gi(/fi[^(in>mm>in2/Hz>mm2/Hz)。
[0225] 举例来说，根据本发明的一些实施例，可预先设置这些参数的某种组合，以及与 FFT功能有关的针对这些参数的相关联计算信号处理方法，并加以重新定义，作为自适应相 关数据方案的一部分。
[0226] 3移动接口设计
[0227] 本领域的技术人员会知道，无需过度试验，所述数据收集器、传感器或设备就可在 所述数据收集器、传感器或设备的固件与移动应用程序之间配置有"系统参数"接口。本发 明的范围并不意在限于用来实现任何此类"系统参数"接口的任何特定类型或种类的具体 实施。
[0228] 4 一些另外的场景
[0229] 举例来说，可根据本文所述并且基于下列场景实施一些另外的场景：
[0230] 4.1场景1:5秒广告间隔
[0231] -个场景可包括或实施有以下情形:无线电装置每隔5秒传输一次其广告包，然而 振动信息在无需将配对无线电装置的情况下呈递给用户。
[0232] 4.2场景3:低分辨率测量，高分辨率测量
[0233]类似地，在第二场景中，可将软件实施为以较高频率(例如，可设置参数，通常为5 分钟，但可基于相关性而增大或减小)执行较低分辨率测量，以便用数据采集设备的较少资 源来收集较多数据，并且将测量值与高分辨率低频率测量值(例如，可设置参数，通常大于1 天，但可基于相关性而增大或减小）比较。比较同一现象的两种测量值，便可在不消耗数据 采集资源的情况下，提高测量的效用。
[0234] 4.3场景4:触发报警时将数据存储在存储器中
[0235]在第四场景中，可将软件实施为在报警标准被触发、处于活动状态或返回正常状 态时启用数据存储。在该场景中，可将软件实施为允许处理器每当振动刺激指示报警时，反 复地将时域数据或任何其他振动测量值存储在存储器中。
[0236] 座
[0237] 图6示出了监测设备300的一种具体实施，该具体实施建立在霍尔效应感测的基础 上，其中霍尔效应感测允许使用磁体进行用户交互。监测设备300包括蓝牙开/关装置302和 开/关复位装置304,用户可使用磁体来切换这些装置。监测设备300还包括指示灯306,用来 提供对与监测设备300相关联功能的LED视觉指示。
[0238] 可能的应用
[0239] 可能的应用至少包括下列两点:节点配置和网络配置。
[0240] 本发明的范围
[0241] 应当理解，除非在本文中另行说明，否则关于本文的特定实施例所描述的任何特 征、特性、替代形式或修改形式均可与本文所述的任何其他实施例一起应用、使用或结合。 另外，本文中的附图未按比例绘制。
[0242] 虽然已参考其示例性实施例描述和示出了本发明，但在不脱离本发明的精神和范 围的情况下可对本发明进行前述和各种其他添加和省略。
【主权项】
1. 一种装置，所述装置包括： 信号处理器，所述信号处理器被配置成能够： 对振动机器或振动结构产生的刺激作出响应，并捕获包含与所述刺激有关的信息的采 样数据集，包括所述刺激至少包括所述振动机器或振动结构的振动这种情况;并且 依据执行使用无线通信容量或协议来进行通信的数据解译算法，确定包含来自所述采 样数据集的预选信息子集的无线信令，所述预选信息子集可作为相关数据提供，所述相关 数据包括相关数据包/样本、所述相关数据包/样本的大小、以及基于所述相关数据包/样本 的计算结果。2. 根据权利要求1所述的装置，其中所述信号处理器被配置成能够提供包含所述相关 数据的所述无线信令。3. 根据权利要求1所述的装置，其中所述装置包括至少一个数据收集器或传感器，所述 数据收集器或传感器与其自身布置在一起的所述信号处理器并被配置成能够机械联接到 要监测的所述振动机器或振动结构，所述振动机器或振动结构包括栗或旋转设备。4. 根据权利要求1所述的装置，其中所述所选信息子集被预设成足以代表对通用类型 振动机器或振动结构进行监测的大多数情形。5. 根据权利要求1所述的装置，其中 所述信号处理器被配置成能够经由反向通信信道接收无线控制信令，所述无线控制信 令包含用于在连续评估所收集的数据的相关性的基础上改变所述预选信息子集的内容的 信息。6. 根据权利要求5所述的装置，其中所述装置包括： 系统或收集节点，所述系统或收集节点被配置成能够经由所述反向通信信道接收和提 供所述无线控制信令。7. 根据权利要求1所述的装置，其中所述无线信令的传输受与所述无线通信容量或协 议有关的可用带宽或时间的限制。8. 根据权利要求1所述的装置，其中所述信号处理器被配置成能够提供所述无线信令， 作为实时数据流或存储数据流。9. 根据权利要求1所述的装置，其中所述装置包括多个数据收集器或传感器，每个数据 收集器或传感器都具有相应的信号处理器并联接到要监测的相应振动机器或振动结构，每 个信号处理器都被配置成能够提供包含相应所选信息子集的相应无线信令，其中所述相应 所选信息子集可作为相应的相关数据提供，包括在某些测量需比照另外的测量进行时的情 况。10. 根据权利要求9所述的装置，其中所述多个数据收集器或传感器被配置成能够被同 步以传输所述相应的无线信令，包括在整个工厂内以网状节点集合形式向基站传输这种情 况。11. 根据权利要求9所述的装置，其中所述装置包括系统或收集节点，所述系统或收集 节点包括系统或收集节点信号处理器，所述系统或收集节点信号处理器被配置成能够接收 所述相应的无线信令、识别或向下选择所述相应的相关数据、并提供包含所述相应的相关 数据的系统或收集节点信令。12. 根据权利要求11所述的装置，其中所述系统或收集节点包括无线设备，或采取无线 设备的形式，包括以下情况:所述无线设备是智能电话、iPad、平板电脑、笔记本电脑、台式 电脑、个人数字助理(PDA)设备、路由器、无线中继器或基站。13. 根据权利要求12所述的装置，其中所述无线设备配置有互联网通信协议能力。14. 根据权利要求11所述的装置，其中所述装置包括中央或云服务器，所述中央或云服 务器被配置成能够接收包含所述相应的相关数据的所述系统或收集节点信令，包括所述中 央或云服务器存储并解译所述相关数据的情况。15. 根据权利要求1所述的装置，其中所述装置包括系统或收集节点，所述系统或收集 节点具有系统或收集节点信号处理器，所述系统或收集节点信号处理器被配置成能够接收 所述无线信令、识别所述相关数据、并提供包含所述相关数据的系统或收集节点信令。16. 根据权利要求15所述的装置，其中所述系统或收集节点信号处理器被配置成能够 将汇总的相关数据提供给用户，包括以下情况:所述系统或收集节点为无线设备，所述无线 设备被配置成能够实施应用程序(或称App)来向所述用户显示所述汇总的相关数据。17. 根据权利要求15所述的装置，其中所述系统或收集节点包括具有互联网通信协议 能力的无线设备，包括以下情况:所述无线设备是智能电话、iPad、平板电脑、笔记本电脑、 台式电脑、个人数字助理(PDA)设备、路由器、无线中继器或基站。18. 根据权利要求15所述的装置，其中所述装置包括中央或云服务器，所述中央或云服 务器被配置成能够接收包含所述相关数据的所述系统或收集节点信令。19. 根据权利要求18所述的装置，其中所述中央或云服务器配置有中央或云服务器信 号处理器，所述中央或云服务器信号处理器被配置成能够接收所述系统或收集节点信令并 且存储和解译所述相关数据。20. 根据权利要求19所述的装置，其中所述中央或云服务器信号处理器被配置成能够 识别优化的动态数据收集和解译所必需的关键数据，并提供包含有关新或更新数据解译算 法的信息的中央或云服务器信令。21. 根据权利要求20所述的装置，其中所述系统或收集节点信号处理器被配置成能够 接收包含有关所述新或更新数据解译算法的信息的所述中央或云服务器信令，并提供包含 有关所述新或更新数据解译算法的信息的对应系统或收集节点信令。22. 根据权利要求21所述的装置，其中所述信号处理器被配置成能够接收包含有关所 述新或更新数据解译算法的信息的所述对应系统或收集节点信令，并且实施所述优化的动 态数据收集和解译，以旨在重新定义所述预选信息子集且相比之前收集并解译过的所述相 关数据改进对动态数据的解译。23. 根据权利要求9所述的装置，其中所述多个数据收集器配置有网状节点连接，使得 所述多个数据收集器或传感器能够交叉通信并且将所述相应的相关数据从一个位置处的 一个数据收集器或传感器传输到下一位置处的下一数据收集器或传感器再传输到另一位 置处的可行互联网连接点。24. 根据权利要求23所述的装置，其中每个数据收集器或传感器被配置成能够实施网 状节点连接算法，以使所述每个数据收集器或传感器能够交叉通信并且将从相应的一个数 据收集器或传感器接收的所述相应的相关数据传输到相应的下一数据收集器或传感器、或 所述可行互联网连接点。25. 根据权利要求9所述的装置，其中所述多个数据收集器或传感器被配置成能够同步 数据收集器传输信令，使得来自每个数据收集器或传感器的所述相应的相关数据从相应位 置流至互联网接入点，包括所述多个数据收集器或传感器与所述互联网接入点形成具有网 状数据收集器或传感器的局部网络这种情况。26. 根据权利要求25所述的装置，其中所述装置包括： 系统或收集节点，所述系统或收集节点包括系统或收集节点信号处理器，所述系统或 收集节点信号处理器被配置成能够接收所述数据收集器传输信令并提供系统或收集节点 信令，所述系统或收集节点信令包含与来自每个数据收集器或传感器的编译过的相应相关 数据有关的信息。27. 根据权利要求26所述的装置，其中所述装置包括具有中央或云服务器信号处理器 的中央或云服务器，所述中央或云服务器信号处理器被配置成能够接收所述系统或收集节 点信令并且存储和解译来自每个数据收集器或传感器的所述编译过的相应相关数据。28. 根据权利要求27所述的装置，其中所述中央或云服务器信号处理器被配置成能够 识别优化的动态数据收集和解译所必需的关键数据，并提供包含有关新数据解译算法的信 息的中央或云服务器信号处理器信令。29. 根据权利要求28所述的装置，其中所述系统或收集节点信号处理器被配置成能够 接收所述中央或云服务器信号处理器信令，并向所述节点网络中的一个或多个网状数据收 集器或传感器提供包含此类信息的所述系统或收集节点信号处理器信令，所述信息包括由 本地网络传播的命令。30. 根据权利要求29所述的装置，其中所述多个数据收集器或传感器被配置成能够接 收由本地网络传播的命令并向所述网状数据收集器或传感器提供所述由本地网络传播的 命令，包括以下情况:所述由本地网络传播的命令包含新或更新数据解译算法，以便实施修 改过或优化的动态数据收集和解译，以旨在重新定义所述所选信息子集且相比之前收集并 解译过的所述相关数据改进对动态数据的解译。31. 根据权利要求30所述的装置，其中所述相应的信号处理器被配置成能够接收包含 所述新或更新数据解译算法的所述由本地网络传播的命令，并且实施所述优化的动态数据 收集和解译，以旨在重新定义所述所选信息子集且相比之前收集并解译过的所述相关数据 改进对动态数据的解译。32. -种方法，所述方法包括： 用信号处理器对振动机器或振动结构产生的刺激作出响应，并捕获包含与所述刺激有 关的信息的采样数据集，包括所述刺激至少包括所述振动机器或振动结构的振动这种情 况；以及 依据执行使用无线通信容量或协议来进行通信的数据解译算法，用所述信号处理器确 定包含来自所述采样数据集的预选信息子集的无线信令，所述预选信息子集可作为相关数 据提供，所述相关数据包括相关数据包/样本、所述相关数据包/样本的大小、以及基于所述 相关数据包/样本的计算结果。33. 根据权利要求32所述的方法，其中所述方法包括:为数据收集器或传感器配置所述 信号处理器，所述信号处理器布置在所述数据收集器或传感器中；以及将所述数据收集器 或传感器联接到要监测的所述振动机器或振动结构。34. 根据权利要求32所述的方法，其中所述所选信息子集被预设成足以代表对所述振 动机器或振动结构进行监测的大多数情形。35. 根据权利要求32所述的方法，其中所述方法包括将所述信号处理器配置成能够经 由反向通信信道接收无线控制信令，所述无线控制信令包含与另外的所选信息子集有关的 信息，用所述另外的所选信息子集分析要监测的所述振动机器或振动结构并下结论，相比 所述所选信息子集可能更有效。36. 根据权利要求35所述的方法，其中所述方法包括为系统或收集节点配置系统或收 集节点信号处理器以提供包含与所述另外的所选信息子集有关的信息的所述无线控制信 令。37. 根据权利要求32所述的方法，其中所述方法包括将所述信号处理器配置成能够依 据所述无线通信容量或协议提供包含所述所选信息子集的所述无线信令。38. 根据权利要求32所述的方法，其中所述方法包括将系统或收集节点配置成能够使 数据收集活动与其他传感器或测量设备同步。39. -种装置，所述装置包括： 用于用信号处理器对振动机器或振动结构产生的刺激作出响应并捕获包含与所述刺 激有关的信息的采样数据集的构件，包括所述刺激至少包括所述振动机器或振动结构的振 动这种情况；以及 用于依据执行使用无线通信容量或协议来进行通信的数据解译算法用所述信号处理 器确定包含来自所述采样数据集的预选信息子集的无线信令的构件，所述预选信息子集可 作为相关数据提供，所述相关数据包括相关数据包/样本、所述相关数据包/样本的大小、以 及基于所述相关数据包/样本的计算结果。
【文档编号】G01M99/00GK106053103SQ201610209940
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月6日 公开号201610209940.0, CN 106053103 A, CN 106053103A, CN 201610209940, CN-A-106053103, CN106053103 A, CN106053103A, CN201610209940, CN201610209940.0
【发明人】尼尔·卢瓦奇克, 丹尼尔·J·克南
【申请人】Itt制造企业有限责任公司