申请/专利权人：苏州捷杰传感技术有限公司

申请日：2021-02-05

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN112801320B

主分类号：G06Q10/20

分类号：G06Q10/20;G06Q10/04;G06Q10/063;H04W4/38;H04W4/42;G01M13/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2021.06.01#实质审查的生效;2021.05.14#公开

摘要：本发明提供了轨道列车轴承的无线数据采集系统、无线监测系统，其可以有效的采集轨道列车轴承数据，基于完备的数据进行专业分析，精准定位故障、分析故障根因，监测故障劣化趋势，实现轴承寿命滚动预测，减少非计划停机，无线监测系统包括采集各个轴承上的振动、温度数据的温振传感器、获取轴承的转速数据的列车TCMS系统、用于控制采集并获取各个轴承上的振动、温度数据的列车轴承检测系统、存储数据的云平台服务器，还包括用于分析数据、定位故障、分析故障根因，监测故障劣化趋势，提前预知设备故障，实现轴承寿命滚动预测的专家诊断平台，同时本发明还提供了一种可以用轨道列车轴承的无线数据采集系统、无线监测系统的数据采集方法。

主权项：1.一种轨道列车轴承的无线数据采集系统的数据采集方法，其特征在于，无线数据采集系统包括通讯连接的：温振传感器，设置有列车轴承上，用于采集各个轴承上的振动、温度数据；列车TCMS系统，用于获取轴承的转速数据；列车轴承检测系统，所述列车轴承检测系统与所述温振传感器通讯，控制采集并获取各个轴承上的振动、温度数据，所述列车轴承检测系统与列车TCMS系统通讯，获取轴承的转速数据；所述温振传感器与所述列车轴承检测系统之间通过LPWAN无线技术实现通讯；采集的数据包括振动烈度和或温度和振动波形数据，包括以下步骤：对于振动烈度、温度数据的采集，温振传感器设定休眠时长，定期采集振动烈度、温度并向列车轴承检测系统上报；对于振动波形数据的采集，设定所有温振传感器同一时间采集振动波形数据，并设置温振传感器将振动波形数据分包，多台温振传感器并发向列车轴承检测系统上报；对于振动波形数据的采集，包括以下步骤：重新规划各个温振传感器的休眠时间并提前唤醒，让所有传感器一起处于唤醒状态；利用广播机制，让所有温振传感器同步采集振动波形数据，并暂时缓存；温振传感器将振动波形数据分包传输，并通过多台传感器并发向列车轴承检测系统上传数据；如发生丢包，由列车轴承检测系统控制，使丢失数据的温振传感器重新上传数据；设定N台温振传感器周期性休眠sleepT秒，sleepT为温振传感器的设定休眠时长，温振传感器唤醒后，采集振动烈度和或温度数据，上报状态值数据包S-A；列车轴承检测系统接收并解析S-A数据包后，存储接收时间，并查询本地数据库中存储的该温振传感器的设定休眠时长sleepT，根据当前时间加上sleepT，计算并记录其下次唤醒时间Tn；当需要温振传感器同步采集振动波形时，每个温振传感器分别计算温振传感器中最晚唤醒的时间与当前时间的差值Tmax，当前时间加上Tmax作为自身的下次唤醒时间Tn，并判断Tn是否和其它温振传感器的下次唤醒时间相距小于TX，TX为设定的温振传感器之间的间隔唤醒时间，如小于TX，则将Tmax增加TX，并再次判断，直到与其它温振传感器的下次唤醒时间都大于TX，之后下发ACK-B命令，ACK-B命令携带休眠时长Tmax；温振传感器在休眠Tmax时间后唤醒，并持续处于唤醒待命状态；当需要温振传感器采集振动烈度和或温度数据时，查询其下次唤醒时间Tn，是否会和其它温振传感器下次唤醒时间相差小于TX，TX为设定的温振传感器之间的间隔唤醒时间，如小于TX，则将其sleepT增加TX，作为临时休眠时间sT，修正其下次唤醒时间Tn，再次判断，直到与其它传感器下次唤醒时间相差都大于TX，之后下发ACK-A命令，ACK-A命令携带修正后的临时休眠时长sT；温振传感器在接收到ACK-A命令后，会立即进入休眠，休眠时长为修正后的临时休眠时长sT，下次醒来后上报S-A数据包；温振传感器在接收到ACK-B命令后，会立即进入休眠，休眠时长为休眠时长Tmax，下次醒来后保持唤醒状态，并上报S-B数据包；列车轴承检测系统接收到S-B数据包后，将标记该温振传感器已处于唤醒待命状态，在温振传感器的最晚唤醒时间后，判断是否全部温振传感器都已处于唤醒待命状态；若尚有温振传感器未处于唤醒待命状态，则每隔一定时间发送广播命令ACK-C，广播命令ACK-C携带未处于唤醒待命状态的温振传感器编号；若温振传感器已全部唤醒，则生成唯一波形序列号，下发同步读波形广播命令AR，命令AR携带唯一序列号；温振传感器在接收到广播命令ACK-C后，判断是否包含自身的温振传感器编号，若包含则进入唤醒待命状态，并上报S-B数据包，用于表示温振传感器已处于唤醒待命状态；温振传感器收到命令AR后，记录波形序列号，并立即采集并存储振动波形数据，随机延迟0-2s，响应数据包S-C，携带波形序列号，代表自己已经完成波形采集；列车轴承检测系统记录收到的数据包S-C响应，并校验波形序列号是否一致；若波形序列号一致，则标记该温振传感器已收到数据包S-C响应；若波形序列号不一致，则重新生成波形唯一序列号，清除所有温振传感器的S-C响应标记，并重新下发同步读波形广播命令AR，令所有温振传感器重新采集振动波形数据；列车轴承检测系统在距离下发AR命令一定时间后，每隔一定时间对未响应S-C的温振传感器发送广播命令AR-ACK，广播命令AR-ACK携带未响应数据包S-C的温振传感器的编号；温振传感器在接收到广播命令AR-ACK后，判断是否包含自身的传感器编号，若包含则上报S-C数据包，携带波形序列号；列车轴承检测系统收到所有温振传感器的S-C响应后，对温振传感器进行编组，N个传感器一组，同步下发读数据帧广播AR-F，携带N个传感器编号和帧号；温振传感器将采集的波形数据分成M帧的分包数据，在接收到广播命令AR-F后，判断是否包含自己的传感器编号，若包含则发送相应帧号的响应数据包S-D；列车轴承检测系统在下发广播命令AR-F一定时间后，若未收到相关温振传感器的响应数据包S-D，则重新发送广播命令AR-F；列车轴承检测系统记录收到的数据包S-D响应，存储数据，并标记该传感器的该帧为已读状态；列车轴承检测系统在接收到最后一帧的S-D响应后，或在下发AR-F命令的一定时间后，检查相应温振传感器的数据帧接收情况，若有未接收到的数据帧，则下发AR-F命令，AR-F命令携带相关传感器编号和帧号，指定相关温振传感器响应数据包S-D；列车轴承检测系统在读取全部温振传感器的波形数据后，轮询下发命令AR-E，携带温振传感器编号和休眠时长sleepT，令温振传感器重新进入周期性休眠模式。

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