[发明专利]基于ARM和ZigBee的风机状态在线监测系统及方法

权利要求书

1.一种基于ARM和ZigBee的风机状态在线监测系统，其特征在于：包括ZigBee无线传感器网络与嵌入式ARM平台两大部分，ZigBee无线传感器网络用于底层数据采集与传输；嵌入式ARM平台负责数据的显示与处理；所述ZigBee无线传感器网络由传感器节点、路由器节点与协调器节点三部分组成，其终端设备包括温度采集模块、变送器信号采集模块与通讯模块；所述嵌入式ARM平台采用ARM芯片，使用嵌入式Linux操作系统，使用QT编写上位机监测软件，外围设有负责监控画面显示的LCD触摸屏、负责运行状态数据保存的SD卡、负责人机交互的鼠标键盘、负责数据传输的串口与网口、负责异常状态量报警的音频模块。

2.根据权利要求1所述的风机状态在线监测系统，其特征在于：所述温度采集模块与温度传感器相连，负责温度数据传输；变送器信号采集模块与压力变送器、振动变送器相连，负责风压、振动数据传输；通讯模块与智能仪表相连，负责电力参数数据传输。

3.根据权利要求1所述的风机状态在线监测系统，其特征在于：所述传感器节点，由ZigBee射频模块与传感器组成，采用锂电池供电，ZigBee射频模块将传感器采集的数据进行AD转化后，经ZigBee无线传感器网络发送到协调器节点，所述路由器节点，负责传感器节点数据中继，扩大ZigBee无线传感器网络的覆盖范围，所述协调器节点，负责ZigBee网络的建立，终端节点的管理，同时接收自各传感器节点的数据，将数据上传至嵌入式ARM平台，等待上层ARM平台的接收。

4.根据权利要求1所述的风机状态在线监测系统，其特征在于：所述嵌入式ARM平台外围有：JTAG接口、RS232接口、RS485接口、USB接口、以太网接口、SD卡存储与LCD触摸屏，实现串口数据的读取、存储，监测数据、实时曲线的显示，预警限值的设定，报警功能。

5.根据权利要求1所述的风机状态在线监测系统，其特征在于：所述监测软件通过串口驱动读取协调器节点中的数据，并在软件监测画面中实时显示；监测软件中设定有温度、振动、负压与电流、电压的报警阈值，当采集到的监测数据超过此阈值时，系统会通过外接的音箱进行报警；同时监测软件会定时对风机运行状态及异常报警值进行记录，并生成.txt文件，自动备份到SD卡中，以备查阅。

6.根据权利要求1所述的风机状态在线监测系统，其特征在于：所述ZigBee无线传感器网络采用协议栈为TI的Z-Stack。

7.一种基于ARM和ZigBee的具有动态网络拓扑结构的风机状态在线监测方法，其特征在于：采用如前述权利要求1-6任一项所述的在线监测系统，温度采集模块负责采集电机轴承及定子温度、风机轴承温度，每个温度采集模块可采集多路温度值；变送器信号采集模块负责采集风机的振动烈度以及风机叶轮两侧的压力，每个变送器信号采集模块可采多路变送器测量值；通讯模块与开关柜上的智能仪表相连，负责采集电机的工作电压与电流；ZigBee终端设备将采集数据直接或通过路由器发送至ZigBee协调器中，ZigBee协调器负责ZigBee无线传感器网络的建立与终端节点管理；嵌入式ARM平台上编写的监测软件从协调器中读入测量数据，通过LCD触摸屏显示风机运行状态数据，通过SD卡存储状态数据与异常报警数据，通过音频模块对超过阈值的运行状态进行报警。