傳統(tǒng)電氣設(shè)備在線監(jiān)測采用有線連接方式，施工復(fù)雜，成本高。本方案利用了無線物聯(lián)網(wǎng)在設(shè)備廠中的優(yōu)勢，在綜合考慮網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)功耗、運(yùn)行穩(wěn)定以及組建成本的前提下，采用NB-IOT無線傳感器網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行構(gòu)建，設(shè)計(jì)了在線監(jiān)測系統(tǒng)的軟硬件方案與流程。該設(shè)計(jì)克服了布線麻煩、維護(hù)不方便等困難，提高了系統(tǒng)應(yīng)用的靈活性。

1.方案框架：

本系統(tǒng)架構(gòu)主要包括傳感器、NB-IoT技術(shù)、人機(jī)界面等。利用智能NB-IoT傳感器進(jìn)行振動(dòng)和溫度數(shù)據(jù)采集，通過物聯(lián)網(wǎng)卡與公共基站通信，把設(shè)備的溫度和振動(dòng)特性等數(shù)據(jù)傳送到公共網(wǎng)絡(luò)，然后通過廠內(nèi)4G網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)上傳到廠內(nèi)服務(wù)器，最終數(shù)據(jù)收集匯聚在監(jiān)測系統(tǒng)平臺(tái)，進(jìn)行數(shù)據(jù)管理和分析。此方案采用了無線傳輸，無需布線，無需自建私有基站，不僅節(jié)約了布線成本，同時(shí)也減少了線路的維護(hù)費(fèi)用。

2、設(shè)備硬件選擇： 

智能NB-IOT無線溫振復(fù)合傳感器

NB-IoT是IoT領(lǐng)域一個(gè)新興的技術(shù)，支持低功耗設(shè)備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接，也被叫作低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)。本傳感器方面，主要特點(diǎn)如下：

（1）功耗低——內(nèi)置低功耗算法，休眠電流＜10uA，據(jù)估算利用一節(jié)ER26500鋰亞電池，可在特征值傳輸頻率每小時(shí)1次的情況下連續(xù)工作長達(dá)2年以上。

（2）時(shí)延短——通信時(shí)延和從休眠狀態(tài)激活的時(shí)延都非常短，時(shí)延可達(dá)us級(jí)別。

（3）網(wǎng)絡(luò)容量大——海量入網(wǎng)，無需網(wǎng)關(guān)，覆蓋超強(qiáng)，滿足地廣人稀和地下應(yīng)用。

（4）通訊指示燈功能——傳感器主動(dòng)上傳數(shù)據(jù)，同時(shí)具有通訊指示燈閃爍指示功能，便于工程人員調(diào)試、檢測和現(xiàn)場部署。

（5）15維特征值——可在原來三軸加速度峰值、三軸速度有效值、三軸位移峰峰值的基礎(chǔ)上增加了加速度有效值、歪度、歪度指標(biāo)、方差、裕度因子、波峰因子、峭度、峭度指標(biāo)、脈沖因子、譜方差、譜均值和譜有效值，總共15維振動(dòng)特征值（可按照客戶需求拓展）；豐富了設(shè)備振動(dòng)狀態(tài)的參數(shù)，大大增加了用戶評(píng)價(jià)在測設(shè)備的振動(dòng)狀態(tài)的手段，為更好的進(jìn)行設(shè)備智能運(yùn)維提供了依據(jù)。

（6）NB-IOT網(wǎng)絡(luò)參數(shù)可設(shè)——內(nèi)置物聯(lián)網(wǎng)卡，可直接接入公網(wǎng)，可根據(jù)需求設(shè)置上傳服務(wù)器地址和端口號(hào)，使用更加靈活便捷。

（7）NB-IOT 信號(hào)強(qiáng)度檢測——數(shù)據(jù)上傳自帶信號(hào)強(qiáng)度檢測功能，方便區(qū)分廠區(qū)信號(hào)強(qiáng)弱位置，方便用戶根據(jù)現(xiàn)場的環(huán)境調(diào)整部署位置，使數(shù)據(jù)傳輸更加可靠通暢。

（8）采樣頻率和波形長度可設(shè)——可根據(jù)需求設(shè)定不同采樣率和波形長度；豐富了傳感器的應(yīng)用場景，既可以用于檢測高達(dá)60000轉(zhuǎn)/分鐘的設(shè)備的振動(dòng)狀態(tài)，也可以用于檢測600轉(zhuǎn)/分鐘的低轉(zhuǎn)速設(shè)備的振動(dòng)狀態(tài)。

（9）振動(dòng)頻率檢測——傳感器可以直接輸出在測設(shè)備振動(dòng)頻率參數(shù)，通過振動(dòng)頻率可以直接換算出旋轉(zhuǎn)類設(shè)備的轉(zhuǎn)速。一個(gè)傳感器多種用途，為用戶節(jié)省成本。

（10）傾角測量功能——內(nèi)置6軸融合傾角算法，傳感器能夠測量自身的安裝角度，不僅適用于靜止?fàn)顟B(tài)，設(shè)備在振動(dòng)狀態(tài)同樣精準(zhǔn)。用戶可以根據(jù)傳感器的安裝角度結(jié)合振動(dòng)數(shù)據(jù)，綜合分析在測設(shè)備的振動(dòng)狀態(tài)。

（11）獨(dú)特外觀結(jié)構(gòu)——小體積、低質(zhì)量、多種安裝方式、內(nèi)置板載天線高可靠性。外形體積65.5mm*65.5mm*70mm，產(chǎn)品質(zhì)量約280克，可采用磁吸、螺栓、膠粘等多種安裝方式，無論安裝空間還是安裝靈活性上，都極大方便現(xiàn)場安裝部署，節(jié)約部署成本，內(nèi)置天線，避免設(shè)備長期振動(dòng)而導(dǎo)致天線脫落的風(fēng)險(xiǎn)。

（12）可靠性高——采用了完全確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸模式， 每個(gè)發(fā)送的數(shù)據(jù)包都必須等待接收方的確認(rèn)信息，如果傳輸過程中出現(xiàn)問題可以進(jìn)行重發(fā)。

（13）安全性高—— 提供了基于循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)的數(shù)據(jù)包完整性檢查功能, 采用了加密算法,各個(gè)應(yīng)用可以靈活確定其安全屬性。

（14）本安防爆——傳感器按照本安防爆的要求修改完善硬件設(shè)計(jì)，取得本安防爆證書，可以應(yīng)用于油田、化工、煤炭等具有防爆要求的場所。

總體來講，傳感器內(nèi)置智能FFT頻譜分析算法，既能采集加速度原始數(shù)據(jù)，又能計(jì)算出頻率等頻域參數(shù)；采用低功耗算法，實(shí)現(xiàn)電池供電長期工作；采用高能量鋰亞電池供電；外殼采用高強(qiáng)度合金和工程塑料，適應(yīng)高溫強(qiáng)振的惡劣工業(yè)現(xiàn)場。本產(chǎn)品作為物聯(lián)網(wǎng)傳感器節(jié)點(diǎn)，本產(chǎn)品主要應(yīng)用于大面積組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)長期在線監(jiān)測。

3、應(yīng)用場景