[发明专利]基于音频特征分析的提升机电机智能监测系统

说明书

本发明涉及一种基于音频特征分析的提升机电机智能监测系统，所述系统由采集节点微处理器、Wi‑Fi无线通信模块a、电源模块a、音频采集模块、分析节点微处理器、Wi‑Fi无线通信模块b、电源模块b、音频特征提取分析模块、串口通信模块、上位机监测中心以及移动终端组成。分析节点微处理器控制音频采集模块采集提升机电机的音频数据，将微处理后的数据经由Wi‑Fi无线通信模块a发送给分析节点；分析节点微处理器控制音频特征提取分析模块对采集节点发来的数据进行特征提取分析，并将特征提取分析后的数据分别经由串口线和Wi‑Fi无线通信网络发送到上位机监测中心和移动终端，完成对提升机电机状态的智能监测，确保提升机电机的稳定运行。

技术领域

本发明涉及物联网技术应用领域，具体是一种基于音频特征分析的提升机电机智能监测系统。

背景技术

能源开采作为我国的重要经济产业，其能否安全生产倍受关注。矿井提升机是煤矿开采中重要的机械设备之一，承担着煤矿矸石与生产工作人员的提升与下放任务，是煤矿井上、井下的主要“运输纽带”，其稳定性和安全性是煤矿生产和井下工作人员生命的重要保障。而电机是提升机中的核心部件，其运行状态直接影响到提升机的效率及安全，如何对提升机电机的故障进行高效精准的诊断，进而实现对设备的智能维护，是当前大型煤矿生产中亟待解决的问题。因此，提升机电机作为与安全生产直接相关的机械设备，对其工作状态开展远程实时智能监测系统的研究颇具现实意义。

近几年来，对于电机故障的诊断主要是通过振动信号来进行的，这种故障检测方法已经比较成熟，可以判断出电机的大部分故障，但振动信号的检测是接触式的，存在一定的局限性，对采集点有一定的要求，同时这种方法对于故障的前兆信息的捕捉并不是很好。因此，只采用振动信号作为电机故障的判断依据并不能精确的反应电机的故障所在。

声音作为一种重要的沟通方式，蕴含着丰富的信息，可以作为一种监测手段，而且基于音频特征分析的故障监测技术具有精确、智能的优点。一般电机将出现故障时，其声音的改变是最直观的，同时音频信号的检测是非接触式的，采集比较方便。根据提升机电机在发生不同的故障时，产生的音频特征不同的特点来进行故障监测，这样通过分析不同故障发生时的音频特征，就可以了解电机将要出现的故障及其种类，进而达到故障预知维修的目的，进一步保障电机的稳定运行。针对上述背景，本发明提出了一种基于音频特征分析的提升机电机智能监测系统。

发明内容

本发明是为了解决提升机电机在故障检测时受到工作人员的知识储备、经验以及观察力等制约，无法保证提升机安全、稳定运行的问题，提出了一种能够实时监测提升机运行状态，保证提升机正常运行的系统。

为实现上述目的，本发明提供一种基于音频技术，利用音频特征分析提升机电机故障的智能监测系统。所述智能监测系统具体是由采集节点、分析节点、上位机监测中心和移动终端构成。采集节点包括采集节点微处理器、音频采集模块、Wi-Fi无线通信模块a和电源模块a；分析节点包括分析节点微处理器、音频特征提取分析模块、Wi-Fi无线通信模块b、串口通信模块、电源模块b。采集节点和分析节点之间的数据发送通过Wi-Fi无线通信模块b来完成，分析节点与上位机监测中心之间的通信通过串口通信模块完成，分析节点与移动终端的之间的通信利用Wi-Fi无线通信模块b来完成。

所述采集节点中，采集节点微处理器控制音频采集模块对提升机电机的音频进行实时采集，采集到的所有数据经过采集节点微处理器处理后通过Wi-Fi无线通信模块a发送给分析节点。音频采集模块和Wi-Fi无线通信模块a相应的引脚通过导线与采集节点微处理器的I/O口相连接，电源模块a通过导线与采集节点微处理器、音频采集模块和Wi-Fi无线通信模块a相连，用于为采集节点微处理器、音频采集模块和Wi-Fi无线通信模块a供电。