[发明专利]一种基于声音传感器的生产设备预测性维修方法与系统

权利要求书

1.一种基于声音传感器的生产设备预测性维修方法，其特征在于，包括步骤：

S01：获取正常状态下各生产设备运转时的音频数据，并对各音频数据进行滤波后得到其对应的标准音频波形文件；

S02：通过各标准音频波形文件构建对应的原始音频生成模型，并根据各原始音频生成模型获取各标准音频波形文件对应的预测音频文件；获取各标准音频波形文件对应的预测音频文件的具体方法为：通过音频波形联合概率的条件概率分布函数，利用标准音频波形文件以及标准音频波形文件中音频波形的联合概率获取标准音频波形文件的条件概率分布，该条件概率分布即为原始音频生成模型；通过原始音频生成模型利用门控激活函数获取标准音频波形文件对应的预测音频文件；

S03：实时采集各生产设备运转时的音频数据，并对其进行滤波后得到实时音频波形文件；

S04：获取各实时音频波形文件与其对应的预测音频文件的差异度；

S05：判断各差异度是否在对应的预设标准范围内，若否，则发出维修预警信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于声音传感器的生产设备预测性维修方法，其特征在于，所述音频波形联合概率的条件概率分布函数的表达式为：

；

式中，x为标准音频波形文件中各音频波形联合概率的集合；T为标准音频波形文件中音频波形联合概率的个数，t为初始值为1的常数，为标准音频波形文件中第t个音频波形联合概率，h为标准音频波形文件，为标准音频波形文件的条件概率分布。

3.根据权利要求2所述的一种基于声音传感器的生产设备预测性维修方法，其特征在于，所述门控激活函数的表达式为：

；

式中，为卷积操作，为点乘操作，tanh( )为激活函数，为函数，k为层索引，f为滤波器，g为门，W为可学习的卷积核，T为时间维度，为滤波器对应可学习的线性映射，为门对应可学习的线性映射，为滤波器对应在时间维度的广播向量，为门对应在时间维度的广播向量，为滤波器层索引对应的可学习卷积核，为门对应层索引的可学习卷积核，z为标准音频波形文件对应的预测音频文件。

4.一种基于声音传感器的生产设备预测性维修系统，其特征在于，包括数据采集器、数据传输装置、数据处理器、显示器以及数据存储器，其中，

数据采集器，包括若干个声音传感器，用于获取对应生产设备运转时的音频数据；

数据传输装置，包括传感器网关与智能数据终端，所述传感器网关，用于收集并发送各声音传感器的音频数据；所述智能数据终端，用于接收传感器网关发送的各声音传感器的音频数据，并对各音频数据进行滤波处理后得到其对应的波形文件，所述波形文件中包括标准音频波形文件与实时音频波形文件；

数据处理器，其用于通过各标准音频波形文件构建对应的原始音频生成模型，并根据各原始音频生成模型获取各标准音频波形文件对应的预测音频文件；获取各实时音频波形文件与其对应的预测音频文件的差异度；当差异度未在对应的预设标准范围内时发出维修预警信息并在显示器显示；

数据存储器，用于存储数据采集器中的音频数据。

5.根据权利要求4所述的一种基于声音传感器的生产设备预测性维修系统，其特征在于，所述数据采集器还包括，与声音传感器个数对应的底盘、支架、收音罩以及固定扣；所述底盘与支架用于固定及支撑声音传感器；所述固定扣用于固定并连接声音传感器与支架；所述收音罩套设于声音传感器上，用于增强声音信号。

6.根据权利要求4所述的一种基于声音传感器的生产设备预测性维修系统，其特征在于，所述数据处理器还包括云监测平台，用于将实时音频波形文件与其对应的预测音频文件的差异度，以及当差异度未在对应的预设标准范围内时发出的维修预警信息传输至客户端以及显示器。

7.根据权利要求5所述的一种基于声音传感器的生产设备预测性维修系统，其特征在于，所述收音罩的收音范围可调节；收音罩的长度大于声音传感器的长度。

8.根据权利要求5所述的一种基于声音传感器的生产设备预测性维修系统，其特征在于，所述固定扣为可旋转的固定扣，通过旋转固定扣调节声音传感器的收音角度。

9.根据权利要求5所述的一种基于声音传感器的生产设备预测性维修系统，其特征在于，所述支架为可旋转支架，通过旋转支架调节声音传感器的收音角度。