[发明专利]一种索力监测装置、索力监测系统及其监测方法

权利要求书

1.一种索力监测装置，包括：MEMS加速度传感器、采集电路板、电池和NB-IoT无线通信模块，其特征在于：

所述采集电路板包括电源管理系统、信号调理转换元件、阈值监测元件、蓝牙元件、实时时钟元件及微控制器，所述电源管理系统与信号调理转换元件、阈值监测元件、蓝牙元件、实时时钟元件及微控制器相连，所述信号调理转换元件与阈值监测元件相连，所述信号调理转换元件、阈值监测元件、蓝牙元件、实时时钟元件分别与微控制器相连；

所述MEMS加速度传感器与采集电路板相连，采集电路板与NB-IoT无线通信模块相连，电池与采集电路板相连并对MEMS加速度传感器、采集电路板及NB-IoT无线通信模块进行供电；

所述MEMS加速度传感器实时采集加速度信号传输到信号调理转换元件，信号调理转换元件对加速度信号进行放大、滤波及模数转换为加速度数据a，所述实时时钟元件以正常时间间隔触发微控制器以正常时间间隔采集信号调理转换元件的加速度数据a，微控制器通过内置算法程序将加速度数据a换算为索力数据并将索力数据传输给NB-IoT无线通信模块，NB-IoT无线通信模块将获取的索力数据上传至云端；

信号调理转换元件也实时将加速度数据a传输给阈值监测元件，所述阈值监测元件监测获取的加速度数据a是否超过加速度数据最大阈值a_max阈或是否低于加速度数据最小阈值a_min阈，当监测的加速度数据a超过加速度数据最大阈值a_max阈或低于加速度数据最小阈值a_min阈时，所述阈值监测元件以加密时间间隔触发微控制器以加密时间间隔采集信号调理转换元件的加速度数据a，微控制器通过内置算法程序将加速度数据a换算为索力数据并将索力数据传输给NB-IoT无线通信模块，NB-IoT无线通信模块将获取的索力数据上传至云端。

2.如权利要求1所述的索力监测装置，其特征在于：所述蓝牙元件用于与一近程设备端进行连接，所述近程设备端对实时时钟元件的正常时间间隔及阈值监测元件的加密时间间隔进行设置。

3.如权利要求2所述的索力监测装置，其特征在于：所述电源管理系统用于监测电池电量，所述近程设备端通过蓝牙元件对电源管理系统采集电池电量信息的正常时间间隔进行设置，电源管理系统以正常时间间隔采集电池电量数据并将电池电量数据传输给微控制器以通过NB-IoT无线通信模块上传至云端。

4.如权利要求1所述的索力监测装置，其特征在于：在初始状态下，所述实时时钟元件以正常时间间隔触发微控制器以一定的频率F采集信号调理转换元件的加速度数据a，共获取K个加速度数据a，微控制器筛选出K个加速度数据a中的加速度数据最大值a_max及加速度数据最小值a_min，经过N次正常时间间隔共筛选出N个加速度数据最大值a_max及N个加速度数据最小值a_min，并计算该N个加速度数据最大值a_max的平均值及N个加速度数据最小值a_min的平均值得到a_max平及a_min平，并以a_max平的M₁倍作为加速度数据最大阈值a_max阈及以a_min平的M₂倍作为加速度数据最小阈值a_min阈传输给阈值监测元件。