专利名称：基于虚拟仪器和无线传感器网络的发电机状态监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及无线传感器网络监测技术领域，具体涉及一种基于虚拟仪器和无 线传感网络的发电机状态监测系统。
背景技术：
在大型发电机组生产或性能试验过程中，一些热工量的监测是必不可少的项目之 一。试验和生产过程中的监测结果好坏将直接影响生产安全和经济效益。因此，对各种参数 的实时监测就显得格外重要。然而现有的状态监测与故障诊断系统，无论是主动式还是微 机自动监控系统，均需要将各传感器提供的在线信号实测值通过相应的有线电缆传输至微 机，并与微处理器内存的标准值进行比较，由此判断状况是否良好。使用这种有线传感器， 不便于发电机动态下状态参数的监测；而且如果在电机内部安装多个的传感器大量的引出 电缆可能会造成发电机绝缘的损坏。由于监测部位及传感器使用的数目受到限制，对发电 机就不可能进行全面的监测，也不可能进行系统的分析，可能误检、漏检各种潜在的故障隐 患，造成不必要的经济损失。对于布线困难的情况下，一般采用便携式数据采集装置在现场 采集数据后，再输入诊断系统，但采用这种方式，不能对发电机状态进行实时监测。在上位机监测系统中，虚拟仪器是全新概念的新一代测试技术，它具有信号调理 与采集、数据分析和处理、参数设置和表达三大功能，同时软件开发平台Labview是一种崭 新的图形化编程语言，功能强大，便于构造性价比高的测试仪器。“网络就是仪器”的概念已 经被提出，结合传感器技术、虚拟仪器技术、计算机技术和网络技术构建网络化虚拟仪器是 现代仪器仪表的发展方向。

实用新型内容有鉴于此，为了解决上述问题，本实用新型提出了一种基于虚拟仪器和无线传感 器网络的发电机状态监测系统，能对发电机状态进行实时、全面的监测。本实用新型的目的是这样实现的基于虚拟仪器和无线传感器网络的发电机状态 监测系统，包括无线网络节点、无线传感器基站、本地监测计算机，所述无线网络节点包括 发电机状态监测参量传感器模块和处理器模块，所述无线传感器基站与本地监测计算机的 数据通信接口相互连接。进一步，所述本地监测计算机包括一状态监测虚拟仪器模块；进一步，所述发电机状态监测参量传感器模块包括局部放电传感器、振动传感器、 温度传感器、转速传感器和/或压力传感器。进一步，所述处理器模块为CC2430处理器模块；进一步，所述无线网络节点还包括信号调理电路，所述信号调理电路的输入端与 发电机状态监测参量传感器模块的输出端电连接，所述信号调理电路的输出端与处理器模 块的数据输入端电连接；进一步，所述数据通信接口为半双工RS232串行接口 ；[0011]进一步，所述基于虚拟仪器和无线传感器网络的发电机状态监测系统还包括远程 监测计算机，所述远程监测计算机与本地监测计算机通过互联网连接。本实用新型结合传感器技术、虚拟仪器技术、计算机技术和无线网络传感器技术， 可对发电机的运行状态信息进行实时无线网络监测，解决了布线困难，可以做到在任意位 置安装与测量，尤其是可在有线传感器难以安装的一些关键部位进行安装和测量，并且利 用其无线优势，可以进行移动监测；在高温、高腐蚀等恶劣环境下，无线监测方式的可靠性 也要高得多；打破了传统发电机状态监测系统的时空局限，使工作人员不仅可以通过本地 计算机，而且可以通过远程计算机监测发电机的运行状况，能够及时发现发电机的运行异 常，对保证发电机正常运行，提高设备运行可靠性与有效度，降低维修成本意义重大。另外， 本系统充分利用虚拟仪器技术，大大节约了硬件成本，能够得到更高性能价格比的友好人 机界面的发电机状态监测系统。本实用新型的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐 述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或 者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说 明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用 新型作进一步的详细描述图1示出了基于虚拟仪器和无线传感器网络的发电机状态监测系统结构示意图；图2示出了基于虚拟仪器和无线传感器网络的发电机状态监测系统网络结构示 意图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行说明。参见图1，本实施例的基于虚拟仪器和无线传感器网络的发电机状态监测系统，基 于虚拟仪器和无线传感器网络的发电机状态监测系统，包括无线网络节点1、无线传感器基 站2、本地监测计算机3和远程监测计算机4，无线网络节点1与无线传感器基站2间无线 通信，所述无线传感器基站2与本地监测计算机3通过半双工RS232串行接口通信。所述本地监测计算机3应用了虚拟仪器技术，其中包括一状态监测虚拟仪器模 块；所述无线网络节点1包括传感器模块11、处理器模块12和信号调理电路13，所述 处理器模块12为CC2430处理器模块，所述传感器模块11包括局部放电传感器、振动传感 器、温度传感器、转速传感器和压力传感器等传感器，用于获取发电机的局放、振动、温度、 转速、压力等物理参量，并将物理参量转化为电气参量送至信号调理电路13。信号调理电 路13对来自传感器模块11的电气参量进行放大(将信号放大到与CC2430的A/D转换器 相匹配的范围)、滤波(抑制信号中的高频干扰噪声，将频带压缩以降低采样频率)、信号隔 离与变换和温度漂移补偿等调理，处理后的信号经过CC2430处理器模块数字处理并进行 无线发送。[0021]无线传感器基站2实时接收来自各个无线传感器节点1发送来发电机状态信息， 并通过串口通信发送至本地监测计算机3中。本地监测计算机3内的状态监测虚拟仪器主 要完成对无线传感器基站的数据采集、分析处理、显示，并对发电机异常进行报警，以及运 用数据库技术，将分析处理的数据及事件记录存储至数据库中，以便备查。另外，本地监测 计算机3应用DataSocket技术通过因特网将发电机状态信息发送到远程监测计算机4，从 而实现远程监测计算机4对发电机状态的实时网络监测。参见图2，本实施例的基于虚拟仪器和无线传感器网络的发电机状态监测系统包 括无线传感器节点1、无线传感器基站2和监测计算机。大量无线传感器节点1随机部署在 发电机监测区域内部或附近，能够通过自组织方式构成网络。某无线传感器节点1采集的 数据沿着其他无线传感器节点1逐跳地进行传输，在传输过程中监测数据可能被多个节点 处理，经过多跳后路由到汇聚节点即无线传感器基站2，最后通过串口、互联网或卫星到达 监测计算机。用户通过监测计算机对无线传感器网络进行配置和管理，发布监测任务以及 收集监测数据。以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，显然，本领域 的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这 样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之 内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求基于虚拟仪器和无线传感器网络的发电机状态监测系统，其特征在于包括无线网络节点、无线传感器基站和本地监测计算机，所述无线网络节点包括发电机状态监测参量传感器模块和处理器模块，所述无线传感器基站与本地监测计算机的数据通信接口相互连接。
2.如权利要求1所述的基于虚拟仪器和无线传感器网络的发电机状态监测系统，其特 征在于所述本地监测计算机包括一状态监测虚拟仪器模块。
3.如权利要求1所述的基于虚拟仪器和无线传感器网络的发电机状态监测系统，其特 征在于所述发电机状态监测参量传感器模块包括局部放电传感器、振动传感器、温度传感 器、转速传感器和/或压力传感器。
4.如权利要求1所述的基于虚拟仪器和无线传感器网络的发电机状态监测系统，其特 征在于所述处理器模块为CC2430处理器模块。
5.如权利要求1至4中任一项所述的基于虚拟仪器和无线传感器网络的发电机状态监 测系统，其特征在于所述无线网络节点还包括信号调理电路，所述信号调理电路的输入端 与发电机状态监测参量传感器模块的输出端电连接，所述信号调理电路的输出端与处理器 模块的数据输入端电连接。
6.如权利要求1所述的基于虚拟仪器和无线传感器网络的发电机状态监测系统，其特 征在于所述数据通信接口为半双工RS232串行接口。
7.如权利要求1所述的基于虚拟仪器和无线传感器网络的发电机状态监测系统，其特 征在于所述基于虚拟仪器和无线传感器网络的发电机状态监测系统还包括远程监测计算 机，所述远程监测计算机与本地监测计算机通过互联网连接。
专利摘要本实用新型提出了一种基于虚拟仪器和无线传感器网络的发电机状态监测系统，能对发电机状态进行实时、全面的监测；本实用新型的目的是这样实现的基于虚拟仪器和无线传感器网络的发电机状态监测系统，包括无线网络节点、无线传感器基站和本地监测计算机，所述无线网络节点包括发电机状态监测参量传感器模块和处理器模块，所述无线传感器基站与本地监测计算机的数据通信接口相互连接；本实用新型结合传感器技术、虚拟仪器技术、计算机技术和无线网络传感器技术，可对发电机的运行状态信息进行实时无线网络监测，解决了布线困难；同时充分利用虚拟仪器技术，大大节约了硬件成本，能够得到更高性能价格比的友好人机界面的发电机状态监测系统。
文档编号G01R31/34GK201600439SQ20092020717
公开日2010年10月6日 申请日期2009年11月18日 优先权日2009年11月18日
发明者杨永明, 陈学军 申请人:重庆大学