[发明专利]一种复杂工况下冶金机械监控通信网络信道动态调整方法

说明书

本发明公开了一种复杂工况下冶金机械监控通信网络信道动态调整系统，包括：无线传感器、无线网关，还包括计算模块，计算模块用于完成以下步骤：步骤1：根据信道空闲评估机制进行信道监测，判断该信道的空闲/干扰状态，进行初始信道选择，分配组网，完成网络组建；步骤2：无线传感器处于休眠状态下，无线网关扫描信道并获取信道状态；步骤3：根据当前信道状态、无线传感器信号接收状态、测量信号传递状态，决定是否进行信道切换；步骤4：完成信道切换。本发明的系统适应性好，可以提高信号传递的及时性。

技术领域

本发明涉及机械设备的检测和监控，尤其是检测信号的传递。

背景技术

随着物联网技术及应用的蓬勃发展，作为物联网感知层的无线传感器网络(Wireless Sensor Networks，简称WSN)重要性日益凸显。ZigBee技术是WSN领域最重要通信技术之一，它采用IEEE802.15.4标准，具有低功耗、低速率的特点，在物联网中应用越来越广泛。ZigBee主要工作在2.4GHz的频段上，它将2.4GHz的频段划分为16个信道，每个信道带宽5MHz且相互不交叉。但2.4GHz的免费频段同时也开放给WIFI、BlueTooth使用。这样，在同一空间中ZigBee、WIFI、BlueTooth三种无线通信技术就存在相互干扰的问题。由于ZigBee无线通信技术发射功率在上述三种无线通信技术中最低，因此更容易受到干扰而导致通信失败，影响整个ZigBee网络系统的正常运行。

现有技术CN115314126A公开了一种ZigBee通讯抗干扰方法、装置、系统及存储介质，该方法应用于具有多个ZigBee单元的通讯环境，包括：获取ZigBee通讯的严重干扰时段；于严重干扰时段启动信道优选，得到监听能量综合最低的优选信道；将跳频命令发送至子设备的第二ZigBee单元，跳频命令包括优选信道的网络参数和信道切换时间；获取第二ZigBee单元对跳频命令的应答。该发明通过在严重干扰时段选择监听能量综合最低的优选信道，基于此进行跳频避障，可用于解决目前因多个ZigBee单元相互干扰而导致控制失败的问题。现有技术CN115226219A公开了一种增强同频抗干扰能力的方法和装置，涉及无线通信技术领域，包括当ZigBee模块的工作信道不在预设的推荐信道列表中时，判断WIFI模块和ZigBee模块的工作信道是否有重叠，若是，则采用协作共存方案分配工作信道；若否，则采用优化仲裁策略分配工作信道。优化仲裁策略包括当两个模块均为接收时，授权两个模块分别使用各自的工作信道；当两个模块中任意一个的收发请求是发送时，授权具有高优先级的模块使用其工作信道。该发明能够避免同一网络设备内WIFI和ZigBee的相互干扰，并提高网络设备的传输速率。现有技术US11452110B1公开了一种用于通信网络信道选择的设备和方法，设备包括WIFI、ZIGBEE和蓝牙通信控制器，该设备的处理器被配置为使用通信控制器确定指定用于通信的WIFI信道和指定用于通信的第一组ZIGBEE信道，处理器被配置为确定不与WIFI频道或任何正在使用的ZIGBEE频道重叠的可用蓝牙频道的数量小于使用蓝牙协议进行通信所需的蓝牙频道的阈值数量，处理器从WIFI信道和每个ZIGBEE信道的占空比中确定WIFI信道具有最小占空比，确定与WIFI信道至少部分重叠的第一蓝牙信道，并使蓝牙通信控制器使用第一个蓝牙频道。

本发明希望提供适用于复杂工况下冶金设备监控网络的信道控制方法。

发明内容

现有技术对于冶金设备，例如带有旋转轴的大型设备，这类设备的旋转轴处于动态载荷下，容易出现各种失效情况。因为，需要对这些设备进行实时的监控。现有技术中的监控方式是使用无线传感器采集设备的振动信号等，将振动信号通过无线网络传输到无线网关，最后送往主机或者云端，实现对设备的监控。

大型冶金运转设备所处的厂矿企业应用环境较为复杂，除了存在大型设备本体、大型钢构及管道结构遮挡外，还存在一些新兴智能设备无线信道干扰，电磁环境复杂；无线传感器受干扰后信号质量衰减严重，采集的加速度长波时域数据传输不可避免会出现重传丢包等情况，导致数据无线传输时间不稳定。