[发明专利]基于物联网技术的数控机床监测系统

权利要求书

1.基于物联网技术的数控机床监测系统，其特征是，包括用于采集数控机床状态数据的数控机床监测子系统、用于存储数控机床状态数据的物联网服务器和用于显示所述数控机床状态数据的显示设备；所述数控机床监测子系统、显示设备皆与所述物联网服务器连接；所述数控机床监测子系统包括汇聚节点和多个用于采集数控机床状态数据的传感器节点，汇聚节点和传感器节点通过自组织方式构建分簇型结构的无线传感器网络，其中多个汇聚节点部署于设定的监测区域边缘，多个传感器节点部署于该监测区域内；初始时，所述多个传感器节点根据预定的成簇规则完成分簇并选取簇头；在路径发现阶段，簇头基于蚁群优化算法寻找自身至所能通向的各汇聚节点的最优路径，并根据寻找到的最优路径建立自身到与该最优路径对应的汇聚节点的链路；在数据传输阶段，传感器节点将采集的数控机床状态数据发送至对应的簇头，簇头在所能通向的各汇聚节点中选择一个汇聚节点作为目的节点，将数控机床状态数据通过对应的最优路径发送至目的节点。

2.根据权利要求1所述的基于物联网技术的数控机床监测系统，其特征是，所述传感器节点包括设置于数控机床上的传感器和用于将传感器信号转换为对应的数控机床状态数据的信号适配器，所述信号适配器与传感器连接；还包括用于控制采集频率的控制器，所述控制器与传感器连接。

3.根据权利要求1所述的基于物联网技术的数控机床监测系统，其特征是，所述显示设备包括LED显示屏、LCD显示屏、智能手机、笔记本、桌上型电脑中的任意一种或任意几种。

4.根据权利要求2所述的基于物联网技术的数控机床监测系统，其特征是，传感器包括温度传感器、振动传感器、液位传感器、位移传感器、电流传感器、霍尔传感器中的任意一种或任意几种。

5.根据权利要求1所述的基于物联网技术的数控机床监测系统，其特征是，所述预定的成簇规则，包括：

(1)采用虚拟正六边形网格将设定的监测区域划分为N个子区间，单个子区间内的所有传感器节点构成一个簇；

(2)对于每个子区间，子区间内的所有传感器节点构建链路，链路上权值最大的传感器节点成为所在子区间的簇头；其中权值的计算公式为：

式中，Q_i表示传感器节点i的权值，E_i为传感器节点i的当前剩余能量，E_min为设定的最小能量值，为传感器节点i到第j个汇聚节点的距离，n为汇聚节点个数。

6.根据权利要求1所述的基于物联网技术的数控机床监测系统，其特征是，簇头选择链路总开销最小的最优路径发送数控机床状态数据，从而将数控机床状态数据发送至与该最优路径对应的目的节点。