[发明专利]机器轴承振动数据实时采集与分析系统

权利要求书

1.机器轴承振动数据实时采集与分析系统，其特征是，包括被配置为采集机器轴承振动数据的数据采集子系统、被配置为存储机器轴承振动数据的存储设备和被配置为分析和显示所述机器轴承振动数据的数据分析设备；所述数据采集子系统、数据分析设备皆与所述存储设备连接；所述数据采集子系统包括汇聚节点和多个被配置为采集机器轴承振动数据的传感器节点，传感器节点采集的机器轴承振动数据发送至汇聚节点，汇聚节点将接收的机器轴承振动数据发送至存储设备；所述机器轴承振动数据包括待检测机器轴承在不同工作状态下垂直方向的振动加速度信号；按照实际需要在设定的监测区域部署传感器节点，部署的传感器节点满足：任意传感器节点的感知半径在[L_min,L_max]范围内，L_max和L_min分为传感器节点感知半径的上下限；设置任意相邻两个传感器节点之间的距离在[L_max-L_min,L_max+L_min]范围内；确定已部署的传感器节点数量F，计算传感器节点的理论数量F₀，若FF₀，在监测区域内继续部署至少F₀-F个传感器节点；其中，计算传感器节点的理论数量F₀，包括：

(1)设传感器节点的理论数量为F₀，按照下列公式计算传感器节点的最大可能理论覆盖率W：

(2)为满足网络覆盖要求，设定W＝1，则

式中，S为待监测区域面积；

在监测区域内继续部署至少F₀-F个传感器节点，具体为：

(1)将设定的监测区域平均划分为n₀个子区域，n₀∈[6,8]，计算每个子区域的最大可能实际覆盖率：

式中，W_a为第a个子区域的最大可能实际覆盖率，为所述第a个子区域中传感器节点的最小感知半径，为所述第a个子区域中传感器节点的最大感知半径；

(2)设最大可能实际覆盖率小于1的子区域数目为n，n≤n₀，若n＝0，按照最大可能实际覆盖率由小到大的顺序对各子区域进行排序，选取前3个子区域作为部署区域，在每个部署区域中增加int[(F₀-F)/3]个传感器节点；

若n＝1，在最大可能实际覆盖率小于1的子区域中增加部署F₀-F个传感器节点；

若n1，在第i个最大可能实际覆盖率小于1的子区域中增加部署F_i个传感器节点：

式中，W_i为所述第i个最大可能实际覆盖率小于1的子区域的最大可能实际覆盖率，W_j为第j个最大可能实际覆盖率小于1的子区域的最大可能实际覆盖率；int为取整函数。

2.根据权利要求1所述的机器轴承振动数据实时采集与分析系统，其特征是，所述传感器节点包括传感器和被配置为将传感器信号转换为对应的机器轴承振动数据的信号适配器，所述信号适配器与传感器连接。

3.根据权利要求2所述的机器轴承振动数据实时采集与分析系统，其特征是，所述传感器节点还包括被配置为控制采集频率的控制器，所述控制器与传感器连接。

4.根据权利要求1所述的机器轴承振动数据实时采集与分析系统，其特征是，数据分析设备对存储设备中的机器轴承振动数据进行分析，包括：对所述机器轴承振动数据进行预处理，所述预处理包括去除数据异常点和数据归一化处理。

5.根据权利要求4所述的机器轴承振动数据实时采集与分析系统，其特征是，数据分析设备对存储设备中的机器轴承振动数据进行分析，还包括：检测预处理后的机器轴承振动数据是否超出对应的预设阈值范围，并输出检测结果。