[发明专利]基于感知哈希的设备状态监测终端、系统及方法

说明书

本发明公开了基于感知哈希的设备状态监测终端、系统及方法，设备状态监测终端接收云计算服务器利用历史设备状态哈希码训练好的分类器；设备状态监测终端采集设备状态的实时信号；设备状态监测终端利用感知哈希算法，将采集到的设备状态的实时信号转换为实时设备状态哈希码；设备状态监测终端将实时设备状态哈希码发送给云计算服务器，云计算服务器将接收到的实时设备状态哈希码进行累积存储，作为历史设备状态哈希码；设备状态监测终端利用训练好的分类器对实时设备状态哈希码进行分类，输出设备状态。降低设备状态监测中所传送数据的维度，降低对网络带宽和服务器存储资源的占用，降低云计算服务器的计算负担，实现对设备状态信息的深入挖掘。

技术领域

本发明涉及设备状态监测与故障诊断领域，特别是涉及基于感知哈希的设备状态监测终端、系统及方法。

背景技术

设备状态监测能够为基于状态的设备维护提供切实的决策支持，从而能够有效降低生产成本，避免设备或零部件的突发故障造成的生产事故，保证生产秩序，因此被工业界和学术界所广泛研究和应用。设备状态监测是信息技术与故障诊断理论与方法的有机集成。在技术集成方面，目前设备状态监测广泛采用集中式设备状态监测技术方案，即借助于服务器丰富的存储和计算资源，监测数据被实时传送至远程监测服务器进行集中地存储、处理和显示；而在理论与方法集成方面，基于数据驱动的智能故障诊断方法能够模拟人类思维的推理过程，自动挖掘监测数据中蕴含的设备状态信息与设备状态性能衰退规律，成为构建设备状态识别模型较为理想的选择。

但是，集中式设备状态监测面临诸多弊端：一是大量原始的监测数据传送至服务器会占用较大网络带宽和存储空间；二是服务器的数据计算任务量繁重；三是服务器端的设备状态识别结果再传送回终端会有一定的时间延迟。较为折中的方式是在设备状态监测终端进行一定的数据预处理，一方面减小数据维度，另一方面降低服务器计算的复杂度。例如：文献“AUnified Framework and Platform for Designing of Cloud-Based MachineHealth Monitoring andManufacturing Systems”提出在设备状态监测终端进行标准化的特征提取，在云计算服务器执行故障诊断或预测算法。但仍不能满足设备状态监测终端本地化的应急状态识别的需求，同时由于状态识别模型的强耦合性，设备状态监测终端所提取特征的类型和数量，极大限制了云计算服务器对设备状态识别的精度和对设备性能衰退规律挖掘的深度。

感知哈希是一种基于对数据中可感知内容进行摘要性量化编码的哈希方法。不同于Message Digest 5(MD5)和Secure Hash Algorithm 1(SHA-1)等对字节级别数据变化敏感的哈希方法，感知哈希方法在可感知内容为发生变化时具有较强的鲁棒性。并且，合理定义的距离函数能够将数据中可感知内容语义上的相似性映射为感知哈希码的量化距离测度。

综上所述，为了构建更为高效、经济、安全的设备状态监测系统，需要在设备状态监测终端强化数据预处理，并赋予其一定的状态识别能力。感知哈希理论提供了一种较好的解决方案。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种基于感知哈希的设备状态监测终端、系统及方法，能够有效减小设备状态监测过程中传送数据的维度，从而降低对网络带宽和存储空间的占用，同时便于设备状态识别建模和技术实施。

本发明提出的第一个方面的技术方案是：

设备状态监测方法，包括：

步骤(11)：设备状态监测终端接收云计算服务器利用历史设备状态哈希码训练好的分类器；

步骤(12)：设备状态监测终端采集设备状态的实时信号；

步骤(13)：设备状态监测终端利用感知哈希算法，将采集到的设备状态的实时信号转换为实时设备状态哈希码；