設備監測數據傳輸的方法、傳感器、採集站及系統與流程

2023-10-10 03:52:44

本發明涉及機械設備領域，尤其涉及設備監測數據傳輸的方法、傳感器、採集站及系統。

背景技術：

目前，大型旋轉機械設備廣泛應用在化工、風電、冶金等領域中。諸如風力發電機組等旋轉設備的結構和應用環境也越來越複雜。旋轉設備的故障也很可能造成事故和巨大損失。隨著振動故障診斷特徵技術的發展，越來越多的振動監測設備被用於監測機械設備的振動故障。

隨著無線傳輸技術的發展，對振動數據進行無線監測的監測方案也逐漸被應用。這樣，無線監測設備可以避免現場布線的麻煩，尤其在例如防爆等級高等環境中避免了有線監測的安全隱患。

然而，無線監測的採集裝置通常分布在所要監控區域的多個位置，並且採用電池供電。這樣，如何在進行無線數據採集和傳輸的過程中，保持設備的低功耗是現在所面臨的問題。

技術實現要素：

為此，本發明提供一種新的設備監測方案，有效的解決了上面至少一個問題。

根據本發明的一個方面，提供一種部署於旋轉設備上的傳感器的設備監測數據傳輸方法。該傳感器存儲有關於傳感器的初始採集時間點和多個預定喚醒點的設置，該多個預定喚醒點包括關於該傳感器的一個上傳開始時間點和關於該傳感器的多個告警條件判斷時間點。該方法包括下述步驟。在初始採集時間點採集該旋轉設備的第一設備監測數據。每次在傳感器從休眠狀態進入喚醒狀態時，判斷這次進入喚醒狀態所對應的預定喚醒點是否為上傳開始時間點；在確定所對應的預定喚醒點是上傳開始時間點時，開始請求將第一設備監測數據上傳到採集站。在確定所對應的預定喚醒點非上傳開始點時，判斷傳感器是否滿足告警條件。在確定傳感器滿足告警條件時，採集第一預定時長的第二設備監測數據，生成包含第二設備監測數據的告警消息並開始請求將告警消息傳輸到採集站。

可選地，根據本發明的數據傳輸方法還包括響應於接收到採集站對第一設備監測數據的傳輸確認消息，將該第一設備監測數據傳輸到採集站。

可選地，根據本發明的數據傳輸方法還包括：響應於接收到採集站對所述第一設備監測數據傳輸請求的忙碌狀態消息，放棄本次上傳操作，並在所對應的預定喚醒點非告警條件判斷時間點時休眠傳感器。在所對應的預定喚醒點為告警條件判斷時間點時繼續執行判斷傳感器是否滿足告警條件的操作。

可選地，根據本發明的數據傳輸方法還包括在將所述第一設備監測數據傳輸到採集站之後，判斷該傳輸期間是否包含至少一個預定喚醒點。在確定該傳輸期間包含至少一個預定喚醒點時，繼續執行判斷傳感器是否滿足告警條件的操作。在確定該傳輸期間未包含預定喚醒點時，執行休眠傳感器的操作。

可選地，根據本發明的數據傳輸方法還包括：響應於接收到所述採集站返回對告警消息傳輸請求的忙碌狀態消息時，延遲第二預定時長繼續向採集站發送對告警消息的傳輸請求，直到接收到採集站對告警消息傳輸請求的確認消息。在完成將告警消息傳輸到採集站時，執行休眠傳感器的操作。在確定傳感器不滿足告警條件時，執行休眠傳感器的操作。

可選地，在根據本發明的數據傳輸方法中，判斷傳感器是否滿足告警條件的操作包括：採集第三預定時長的第三設備監測數據，判斷第三設備監測數據的特性是否超過閾值，並在超過閾值時確定滿足告警條件。所採集的第一設備監測數據包括下述中至少一種：設備轉動速度和設備振動波形。

根據本發明的又一個方面，提供一種採集站的設備監測數據傳輸方法。其中，採集站適於與部署於旋轉設備上的傳感器組進行通信。該採集站配置有系統數據採集周期T。T包括多個預定接收時間點和向伺服器傳輸來自傳感器組的第一設備監測數據的開始時間點。其中，多個預定接收時間點的集合與傳感器組中所有預定喚醒點的集合相同。該方法包括下述步驟。每次在採集站處於休眠狀態時，在到達下一個預定接收時間點時喚醒採集站，並等待接收來自傳感器組的數據傳輸請求。每個數據傳輸請求為傳感器組中一個所發送對第一設備監測數據或告警消息的傳輸請求。在所接收到的第一個數據傳輸請求為傳感器組中一個所發送的告警消息傳輸請求時，開始接收來自這個傳感器的告警消息。在接收這個傳感器的告警消息期間，如果接收到另一個傳感器所發送的數據傳輸請求，則向該另一個傳感器返回忙碌狀態消息。在接收完成來自傳感器組的至少一個告警消息時，將所接收的至少一個告警消息傳輸到伺服器。

可選地，根據本發明的數據傳輸方法還包括：在所接收到的第一數據傳輸請求為傳感器組中一個所發送的對第一設備監測數據的傳輸請求時，開始接收該第一設備監測數據。

可選地，根據本發明的數據傳輸方法還包括判斷在接收到對第一設備監測數據的傳輸請求、至完成接收第一設備監測數據的期間，採集站是否接收到對告警消息的傳輸請求。如果未接收到對告警消息的傳輸請求，在完成接收後休眠採集站。如果接收到至少一個傳感器對告警消息的傳輸請求，在完成第一設備監測數據接收後繼續接收該至少一個傳感器的告警消息。

可選地，根據本發明的數據傳輸方法還包括在向伺服器傳輸來自傳感器組的第一設備監測數據的開始時間點喚醒採集站，並開始向伺服器上傳來自傳感器組的第一設備監測數據。

可選地，根據本發明的數據傳輸方法還包括在向伺服器上傳來自傳感器組的第一設備監測數據的過程中，判斷距離T的結束時間點是否大於閾值，並在未大於閾值時終止本次上傳。

可選地，根據本發明的數據傳輸方法還包括根據下述方式配置向伺服器傳輸來自傳感器組的第一設備監測數據的開始時間點和傳感器組中所有預定喚醒點：

T1＝ceil(Len/m)*60Len為一條第一設備監測數據的長度，m為採集站與一個傳感器在60秒內所傳輸的數據量，T1為傳輸一條第一設備監測數據需要的時長，

在T1<Td時，TS＝Td/n其中n為正整數，TS為任意相鄰兩個上傳開始時間點的時間間隔，Td為告警條件判斷時間點的周期，

在T1≥Td時，TS＝ceil(T1/Td)*Td，

從T的開始時間點t0，將每隔TS時長的時間點分配給N個傳感器中的一個作為其上傳開始時間點，

tup＝t0+TS*(N+1)，tup為向伺服器傳輸來自傳感器組的第一設備監測數據的開始時間點。

根據本發明的又一個方面提供一種部署於旋轉設備上的傳感器，包括採集單元、通信單元和控制單元。採集單元適於採集對旋轉設備的監測數據。通信單元，適於與採集站進行通信。控制單元，包括配置存儲模塊、第一採集模塊、喚醒點判斷模塊、傳輸模塊、告警判斷模塊和第二採集模塊。配置存儲模塊適於存儲關於該傳感器的初始採集時間點和多個預定喚醒點的設置。該多個預定喚醒點包括關於該傳感器的一個上傳開始時間點和關於該傳感器的多個告警條件判斷時間點。第一採集模塊適於在初始採集時間點採集該旋轉設備的第一設備監測數據。喚醒點判斷模塊適於每次在傳感器從休眠狀態進入喚醒狀態時，判斷這次進入喚醒狀態所對應的預定喚醒點是否為上傳開始時間點。傳輸模塊適於在喚醒點判斷模塊確定所對應的預定喚醒點是上傳開始時間點時，開始請求將第一設備監測數據上傳到採集站。告警判斷模塊適於在喚醒點判斷模塊確定所對應的預定喚醒點非上傳開始點時，判斷傳感器是否滿足告警條件。第二採集模塊適於在告警判斷模塊確定傳感器滿足告警條件時，採集第一預定時長的第二設備監測數據，生成包含第二設備監測數據的告警消息，並指示傳輸模塊開始請求將告警消息傳輸到採集站。

根據本發明又一個方面，提供一種採集站，適於與部署於旋轉設備上的傳感器組進行通信。該採集站配置有系統數據採集周期T。T包括多個預定接收時間點和向伺服器傳輸來自傳感器組的第一設備監測數據的開始時間點。其中，預定接收時間點的集合與傳感器組中所有預定喚醒點的集合相同。該採集站包括第一通信單元、第二通信單元和控制單元。第一通信單元適於與傳感器組進行通信。第二通信單元適於與伺服器進行通信。控制單元，包括喚醒控制模塊、監測模塊、接收模塊和上傳模塊。喚醒控制模塊適於每次在採集站處於休眠狀態時，在到達下一個預定接收時間點時喚醒採集站。監測模塊適於每次在喚醒控制模塊在預定接收時間點喚醒採集站後，等待接收來自傳感器組的數據傳輸請求。每個數據傳輸請求為傳感器組中一個所發送對第一設備監測數據或告警消息的傳輸請求。接收模塊適於在監測模塊所接收到的第一個數據傳輸請求為傳感器組中一個所發送的告警消息傳輸請求時，開始接收來自這個傳感器的告警消息。在接收模塊接收這個傳感器的告警消息期間，監測模塊如果接收到另一個傳感器所發送的數據傳輸請求，則向該另一個傳感器返回忙碌狀態消息。上傳模塊適於在接收模塊接收完成來自傳感器組的至少一個告警消息時，將所接收的至少一個告警消息傳輸到伺服器。

根據本發明的又一個方面，提供一種設備監測系統，包括：多個根據本發明的監測設備、採集站以及伺服器。伺服器適於接收採集站從多個傳感器獲取到的第一設備監測數據和告警消息。

綜上，在根據本發明的設備監測方案中，每個監測傳感器通常可以將初始採集時間點t0所採集的第一設備監測數據在其上傳開始時間點向採集站傳輸。採集站可以將所接收的第一設備監測數據統一傳輸到伺服器中。另外，多個傳感器通常可以基於告警判斷周期分別在各個告警條件判斷時間點進行告警判斷並在告警條件滿足時生成告警消息，然後將告警消息傳輸到採集站。採集站可以將在每個判斷時間點接收的告警消息統一上傳到伺服器。特別是，本發明的設備監測方案實現了在同一個時間點，使得採集站只接收一路傳感器所傳輸的第一設備監測數據或者告警消息(而不會出現多路監測傳感器同時上傳監測或告警消息的情況)。這樣，根據本發明的設備監測方案避免了多路傳感器之間通信信道的幹擾，並且保證了採集站峰值電流的穩定(如果同時接收多路信號，峰值電流也會成倍增長)，以便採集站保持較低的功耗。需要說明的是，本發明的採集站和傳感器在不採集數據和傳輸數據時，均可以進入休眠狀態，以便降低設備功耗。

另外，本發明的設備監測方案通過保持數據上傳開始時間點的間隔與判斷周期Td二者之間的整倍數關係，從而降低了採集站和傳感器的功耗(相對於非整倍數關係而言)。另外，由於相對於系統數據採集周期T而言，本發明的上傳時間點並沒有平均分配到整個周期T中,而是根據一條監測消息所需要的傳輸時長T1，將上傳時間點進行集中(通過配置TS來實現)。這樣，採集站可以在每個採集周期T內，預留較多比例的時長向監測伺服器傳輸監測消息(通常，採集站和伺服器的網絡帶寬容易受到較多因素的幹擾)。

附圖說明

為了實現上述以及相關目的，本文結合下面的描述和附圖來描述某些說明性方面，這些方面指示了可以實踐本文所公開的原理的各種方式，並且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保護的主題的範圍內。通過結合附圖閱讀下面的詳細描述，本公開的上述以及其它目的、特徵和優勢將變得更加明顯。遍及本公開，相同的附圖標記通常指代相同的部件或元素。

圖1示出了根據本發明一些實施例的設備監測系統100的示意圖；

圖2示出了圖1中設備監測系統100的工作時序圖；

圖3示出了根據本發明一些實施例的傳感器300的示意圖；

圖4示出了根據本發明一些實施例的採集站400的示意圖；

圖5示出了根據本發明一些實施例的傳感器執行的設備監測數據傳輸方法500的流程圖；

圖6示出了根據本發明一些實施例的傳感器執行的設備監測數據傳輸方法600的流程圖；

圖7示出了根據本發明一些實施例的採集站執行的設備監測數據傳輸方法700的流程圖；以及

圖8示出了根據本發明一些實施例的採集站執行的設備監測數據傳輸方法800的流程圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應當理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這裡闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，並且能夠將本公開的範圍完整的傳達給本領域的技術人員。

圖1示出了根據本發明一些實施例的設備監測系統100的示意圖。設備監測系統包括N個傳感器110-1、110-2、...、110-N，採集站120和伺服器130。其中，每個傳感器適於布置在待監測的設備上。典型地，待監測的設備包括但不限於輸油泵、風力發電機、燃氣輪機等旋轉設備。通常每臺旋轉設備適於布置多個傳感器。傳感器可以按照所採集數據的類型分為監測振動數據的傳感器和監測轉動速度的傳感器等。為了簡化描述，各種類型的監測傳感器在下文中統稱為傳感器。採集站120可以從多個傳感器獲取監測數據並上傳到伺服器130。這樣，伺服器130可以根據每個傳感器所採集的數據進行診斷分析。這裡，伺服器130可以是一個或多個實體設備，也可以是分布式應用，本發明對此不作過多限制。另外，為了免於布線，傳感器和採集站通常採用無線通信和電池供電方式。例如，傳感器可以採用ZigBee方式與採集站120進行通信，採集站120可以採用3G/4G方式與伺服器130進行通信，但不限於此。

如上所述，傳感器和採集站120通常被配置為電池供電。因此，本發明的設備監測系統100被配置為能夠通過較低功耗的工作策略向伺服器130提供監測數據以進行分析診斷。下面結合圖2對設備監測系統100的工作策略進行示例性說明。

圖2示出了圖1中設備監測系統100的工作時序圖。為了簡化描述，圖2中示出了設備監測系統100的一個系統數據採集周期T的工作時序圖。

在一個系統數據採集周期T(從t0至te)內，傳感器110-1、110-2、...、110-N中每一個在本周期的初始採集時間點t0採集對旋轉設備的第一設備監測數據。第一設備監測數據為一個預定時長Ta的數據。如圖2所示，每個傳感器將基於判斷周期Td的td1、td2、td3、...tdM作為預定的告警條件判斷時間點。相應地，採集站120將td1、td2、td3、...tdM作為預定接收時間點。另外，每個傳感器分配有一個關於第一設備監測數據的上傳開始時間點(例如110-1對應ts1，110-2對應ts2，...)。這裡，每個傳感器將其告警條件判斷時間點和其上傳開始時間點都作為預定喚醒點。換言之，傳感器如果在一個預定喚醒點之前處於休眠狀態，在時間到達這個預定喚醒點時進入喚醒狀態。採集站120將上傳開始時間點也作為預定接收時間點。當然，重合的上傳開始時間點和告警條件判斷時間點對應一個預定接收時間點。綜上，採集站120在周期T內所有預定接收時間點的集合與系統100中所有傳感器的預定喚醒點的集合相同。

根據本發明一個實施例，採集站120可以根據下述公式來配置向伺服器傳輸來自多個傳感器的第一設備監測數據的開始時間點和傳感器組中所有預定喚醒點。

T1＝ceil(Len/m)*60Len為一條第一設備監測數據的長度，m為採集站與一個傳感器在60秒內所傳輸的數據量，T1為傳輸一條第一設備監測數據需要的時長，

在T1<Td時，TS＝Td/n其中n為正整數，TS為任意相鄰兩個上傳開始時間點的時間間隔，Td為告警條件判斷時間點的周期，

在T1≥Td時，TS＝ceil(T1/Td)*Td，

從T的開始時間點t0，將每隔TS時長的時間點分配給N個傳感器中的一個作為其上傳開始時間點，

tup＝t0+TS*(N+1)，tup為向伺服器傳輸來自傳感器組的第一設備監測數據的開始時間點。

由上述公式可知，在本實施例中，TS和Td二者被配置為保持整數倍關係。這樣，至少一部分傳感器的上傳開始時間點可以與告警條件判斷時間點重合，從而可以降低傳感器和採集站進入喚醒狀態的頻率以降低系統功耗(相對於TS和Td沒有整數倍關係而言)。另外，tup通常被分配在所有傳感器的上傳開始時間點(ts1、ts2...tsN)之後。

如圖2所示，傳感器110-1的上傳開始時間點ts1不與任一個告警條件判斷時間點重合，而傳感器110-2的上傳開始時間點ts1與td1重合，但不限於此。

傳感器110-1在t0採集第一設備監測數據。傳感器110-1在預定喚醒點ts1進入喚醒狀態，並確定本喚醒點為上傳開始時間點。隨後，傳感器110-1開始請求將第一設備監測數據上傳到採集站120。相應地，採集站120在預定接收點ts1進入喚醒狀態，並等待接收來自傳感器的數據傳輸請求。在ts1時間點，採集站120所接收的數據傳輸請求為傳感器110-1所發送的對第一設備監測數據的傳輸請求。隨後，採集站120向傳感器110-1返回傳輸確認消息，並開始接收第一設備監測數據。取決於第一設備監測數據的傳輸時長，傳感器110-1完成傳輸的時間點可以在下一個告警條件判斷時間點td1之前或之後。如果完成傳輸的時間點在td1之前(換言之，傳輸期間沒有告警條件判斷時間點)，那麼傳感器110-1和採集站120在完成傳輸後進入休眠狀態。

反之，如果完成傳輸的時間點在td1之後，傳感器110-1適於繼續判斷其是否滿足告警條件。在一個實施例中，傳感器110-1採集第一預定時長的第二設備監測數據，並判斷該第二設備監測數據的特性是否超過閾值，並在超過閾值時確定滿足告警條件。在確定滿足告警條件時，傳感器110-1適於繼續採集第三預定時長的第三設備監測數據，並生成包含第三設備監測數據的告警消息，然後請求將告警消息傳輸到採集站120。相應地，採集站120在接收來自傳感器110-1的第一設備監測數據的期間，如果110-1之外的傳感器在td1生成告警消息(實際上告警消息的生成時間在td1之後。由於二者間隔較小，這裡統一表述為在td1生成告警消息)並請求上傳到採集站120。採集站120在接收傳感器110-1的第一設備監測數據期間，響應於接收到其他傳感器的告警消息傳輸請求，返回忙碌狀態消息。這樣，採集站可以與傳感器保持單通道傳輸數據，以避免多通道的相互幹擾並減少採集站120工作的峰值電流。為了及時將告警消息上傳到採集站120，本發明的傳感器可以在收到採集站120的忙碌狀態消息時，延遲第二預定時長繼續請求傳輸告警消息直到收到傳輸確認消息。

如上所述，如果在一個告警條件判斷時間點(例如td1)有多個傳感器(例如A、B、C、D)生成並請求上傳告警消息。這裡，採集站120在接收到傳感器A、B、C、D的傳輸請求時，如果正在接收傳感器110-1的第一設備監測數據，那麼會向A、B、C、D返回忙碌狀態消息。由前文可知，A、B、C、D在延遲第二預定時長後，繼續發送傳輸請求。這樣，在完成對傳感器110-1的第一設備監測數據的接收後，採集站120可以依次接收這些告警消息，並接收完這些告警消息後上傳到伺服器130。下面對採集站120依次接收告警消息的過程進行舉例說明。

在根據本發明一個實施例中，傳感器A、B、C、D可以採用搶佔機制來上傳告警消息。採集站120實際收到A、B、C、D的傳輸請求是有先後順序的。如果採集站120首先收到B的傳輸請求，會返回相應的確認消息。另外，採集站120在接收到A、C、D的告警消息傳輸請求時，向A、C、D發送忙碌狀態消息。A、C、D響應於接收到忙碌狀態消息，延遲第二預定時長繼續進行發送嘗試，直到接收到確認消息。進一步，採集站120在完成對B的告警消息接收後，如果先收到A、C、D中D的傳輸請求，那麼採集站120當前時間會先接收D的告警消息，依次類推，這裡不再贅述。在採集站120接收到A、B、C、D在td1生成的告警消息後，會將這4個傳感器的告警消息向伺服器130上傳，以便監測伺服器130根據告警消息對可能的故障進行及時診斷。

另外，td1與傳感器110-2的ts2重合。傳感器110-2在ts2進入喚醒狀態並確定該點為上傳開始時間點後，開始請求將第一設備監測數據上傳到採集站120。由前文可知，傳感器110-1與採集站120在td1時有多種可能的工作狀態。根據傳感器110-1與採集站120的工作狀態，傳感器110-2會有相應的工作過程。下面對傳感器110-2在td1的工作過程進行舉例說明。

一種情況是，傳感器110-1在td1之前已將第一設備監測數據上傳到採集站120。採集站120在td1首先接收傳感器110-2所發送對第一設備監測數據的傳輸請求時，向傳感器110-2返回確認消息並開始接收第一設備監測數據。由於ts2也是預定的告警條件判斷時間點，傳感器110-2在完成對第一設備監測數據的傳輸時，繼續判斷傳感器是否滿足告警條件。如果不滿足告警條件，傳感器110-2會進入休眠狀態。如果滿足告警條件，傳感器110-2繼續採集第三預定時長的第三設備監測數據，並生成包含第三設備監測數據的告警消息，並開始請求將告警消息傳輸到採集站120。

反之，在接收到傳感器110-2對第一設備監測數據的傳輸請求時，採集站120如果正在接收其他傳感器的告警消息，將向傳感器110-2返回忙碌狀態消息。傳感器110-2會放棄本次上傳操作，然後執行判斷是否滿足告警條件的操作。如果不滿足告警條件，傳感器110-2可以進入休眠狀態。

另一種情況是，td1時間點包含在110-1將第一設備監測數據上傳到採集站120的傳輸期間中。在td1時間點，傳感器110-2響應於接收到忙碌狀態消息，會放棄本次將第一設備監測數據上傳到採集站120的操作，並繼續執行判斷是否滿足告警條件的操作。

綜上，在根據本發明的設備監測系統100中，每個傳感器通常可以將初始採集時間點t0所採集的第一設備監測數據在其上傳開始時間點向採集站120傳輸。採集站120將所接收的第一設備監測數據統一傳輸到伺服器中。另外，多個傳感器通常可以基於判斷周期分別在各個告警條件判斷時間點進行告警判斷並在告警條件滿足時生成告警消息，然後將告警消息傳輸到採集站120。採集站120可以將在每個告警條件判斷時間點接收的告警消息統一上傳到伺服器130。特別是，本發明的設備監測系統100實現了在同一個時間點，採集站120隻接收一路傳感器所傳輸的第一設備監測數據或者告警消息(而不會出現多路傳感器同時上傳第一設備監測數據或告警消息的情況)。這樣，根據本發明的設備監測系統100避免了多路傳感器之間通信信道的幹擾，並且保證了採集站120峰值電流的穩定(如果同時接收多路信號，峰值電流也會成倍增長)，以便採集站120保持較低的功耗。需要說明的是，本發明的採集站和傳感器在不採集數據和傳輸數據時，均可以進入休眠狀態，以便降低設備功耗。

另外，本發明的設備監測系統通過保持TS與判斷周期Td二者之間的整倍數關係，從而降低了採集站和傳感器的功耗(相對於非整倍數關係而言)。另外，由於相對於系統數據採集周期T而言，本發明的上傳開始時間點並沒有平均分配到整個周期T中,而是根據一條第一設備監測數據所需要的傳輸時長T1，將上傳開始時間點進行集中(通過配置TS來實現)。這樣，採集站120可以在每個採集周期T內，預留較多時長向伺服器130傳輸第一設備監測數據(通常，採集站和伺服器的網絡帶寬容易受到較多因素的幹擾)。

圖3示出了根據本發明一些實施例的傳感器300的示意圖。如圖3所示，傳感器300包括採集單元310、通信單元320和控制單元330。取決於期望採集的數據類型，傳感單元310可以被配置為採集振動或轉動速度等設備監測數據。採集單元310按照原理劃分例如為電動式、壓電式、電渦流式、電感式或電容式等。但不限於此，任何已知的傳感單元都可以應用在本發明的實施例中。通信單元320例如為ZigBee或WiFi模塊等，但不限於此。控制單元320可以通過通信單元320與採集站進行通信。控制單元330可以包括配置存儲模塊331、第一採集模塊332、喚醒點判斷模塊333、傳輸模塊334、告警判斷模塊335和第二採集模塊336。

配置存儲模塊331適於存儲關於該傳感器的初始採集時間點和多個預定喚醒點的設置。該多個預定喚醒點包括關於該傳感器的一個上傳開始時間點和關於該傳感器的多個告警條件判斷時間點。

第一採集模塊332適於在初始採集時間點通過採集單元310採集該旋轉設備的第一設備監測數據。這裡，第一設備監測數據例如是設備轉動速度或設備振動波形。

喚醒點判斷模塊333適於每次在傳感器300從休眠狀態進入喚醒狀態時，判斷這次進入喚醒狀態所對應的預定喚醒點是否為上傳開始時間點。

傳輸模塊334適於在喚醒點判斷模塊333確定所對應的預定喚醒點是上傳開始時間點時，開始請求將第一設備監測數據上傳到採集站。

一種情況是，傳輸模塊334在接收到採集站對第一設備監測數據的傳輸確認消息時，通過通信單元320將該第一設備監測數據傳輸到採集站。

另一種情況是，傳輸模塊334還適於響應於接收到採集站對第一設備監測數據傳輸請求的忙碌狀態消息，放棄本次上傳操作。在傳輸模塊334放棄本次長傳操作後，告警判斷模塊335適於在所對應的預定喚醒點非告警條件判斷時間點時休眠傳感器300。在所對應的預定喚醒點為告警條件判斷時間點時，告警判斷模塊335繼續執行判斷傳感器300是否滿足告警條件的操作。

另外，告警判斷模塊335還適於在傳輸模塊334將第一設備監測數據傳輸到採集站之後，判斷該傳輸期間是否包含至少一個預定喚醒點。在確定該傳輸期間包含至少一個預定喚醒點時，告警判斷模塊335繼續執行判斷傳感器300是否滿足告警條件的操作。在確定該傳輸期間未包含預定喚醒點時，告警判斷模塊335執行休眠傳感器300的操作。

告警判斷模塊335還適於在喚醒點判斷模塊333確定所對應的預定喚醒點非上傳開始點時，判斷傳感器300是否滿足告警條件。具體地，在根據本發明一個實施例中，告警判斷模塊335指示第二採集模塊336採集第三預定時長的第三設備監測數據。然後，告警判斷模塊335判斷第三設備監測數據的特性是否超過閾值，並在超過閾值時確定滿足告警條件。

第二採集模塊336適於在告警判斷模塊335確定傳感器滿足告警條件時，採集第一預定時長的第二設備監測數據，生成包含第二設備監測數據的告警消息，並指示傳輸模塊334開始請求將告警消息傳輸到採集站。另外，傳輸模塊334響應於接收到採集站所返回對告警消息傳輸請求的忙碌狀態消息時，延遲第二預定時長繼續向採集站發送對告警消息的傳輸請求，直到接收到採集站對告警消息傳輸請求的確認消息。告警判斷模塊335還適於在所述傳輸模塊完成將告警消息傳輸到採集站時，執行休眠傳感器的操作。告警判斷模塊335還適於在確定傳感器不滿足告警條件時，執行休眠傳感器的操作。

傳感器300更具體的工作過程與圖2說明中傳感器一致，這裡不再贅述。

圖4示出了根據本發明一些實施例的採集站400的示意圖。採集站400與部署於旋轉設備上的傳感器組通信。採集站400配置有系統數據採集周期T。T包括多個預定接收時間點和向伺服器傳輸來自傳感器組的第一設備監測數據的開始時間點tup。其中預定接收時間點的集合與傳感器組中所有預定喚醒點的集合相同。

如圖4所示，採集站400包括第一通信單元410、第二通信單元420和控制單元430。這裡，第一通信單元410適於與傳感器通信。第一通信單元410例如為ZigBee模塊或WiFi模塊等，但不限於此。第二通信單元420適於與伺服器通信，例如是3G/4G模塊等，但不限於此。

控制單元430包括喚醒控制模塊431、監測模塊432、接收模塊433和上傳模塊434。

喚醒控制模塊431，適於每次在採集站處於休眠狀態時，在到達下一個預定接收時間點時喚醒採集站。

監測模塊432適於每次在喚醒控制模塊431在預定接收時間點喚醒採集站後，等待接收來自傳感器組的數據傳輸請求。每個數據傳輸請求為傳感器組中一個所發送對第一設備監測數據或告警消息的傳輸請求。

接收模塊433適於在監測模塊432所接收到的第一個數據傳輸請求為傳感器組中一個所發送的告警消息傳輸請求時，開始接收來自這個傳感器的告警消息。

在接收模塊433接收這個傳感器的告警消息期間，監測模塊432如果接收到另一個傳感器所發送的數據傳輸請求，則向該另一個傳感器返回忙碌狀態消息。

上傳模塊434適於在接收模塊433接收完成來自傳感器組的至少一個告警消息時，將所接收的至少一個告警消息傳輸到伺服器。例如，在一個告警條件判斷時間點，在接收模塊433依次接收多個傳感器生成的告警消息後，上傳模塊434將這多個告警消息統一上傳到伺服器。

可選地，接收模塊433還適於在監測模塊432所接收到的第一數據傳輸請求為傳感器組中一個所發送的對第一設備監測數據的傳輸請求時，開始接收該第一設備監測數據。在接收到對第一設備監測數據的傳輸請求、至接收模塊433完成接收第一設備監測數據的期間，監測模塊432如果未接收到對告警消息的傳輸請求，在接收模塊433完成接收後指示喚醒控制模塊431休眠採集站。如果接收到至少一個傳感器對告警消息的傳輸請求，監測模塊432指示接收模塊433在完成對第一設備監測數據接收後、繼續接收該至少一個傳感器的告警消息。

另外，喚醒控制模塊431還適於在向伺服器傳輸來自傳感器組的第一設備監測數據的開始時間點tup喚醒採集站。上傳模塊433在tup開始向伺服器上傳來自傳感器組的第一設備監測數據。在上傳模塊向伺服器上傳來自傳感器組的第一設備監測數據的過程中，監測模塊判斷距離T的結束時間點是否大於閾值，並在非大於閾值時指示上傳模塊433終止本次上傳。

可選地，控制單元430還包括配置模塊(圖中未示出)。配置模塊適於根據下述方式配置向伺服器傳輸來自傳感器組的第一設備監測數據的開始時間點和傳感器組中所有預定喚醒點：

T1＝ceil(Len/m)*60Len為一條第一設備監測數據的長度，m為採集站與一個傳感器在60秒內所傳輸的數據量，T1為傳輸一條第一設備監測數據需要的時長，

在T1<Td時，TS＝Td/n其中n為正整數，TS為任意相鄰兩個上傳開始時間點的時間間隔，Td為告警條件判斷時間點的周期，

在T1≥Td時，TS＝ceil(T1/Td)*Td，

從T的開始時間點t0，將每隔TS時長的時間點分配給N個傳感器中的一個作為其上傳開始時間點，

tup＝t0+TS*(N+1)，tup為向伺服器傳輸來自傳感器組的第一設備監測數據的開始時間點。

採集站400更具體的工作方式與圖2中採集站一致，這裡不再贅述。

圖5示出了根據本發明一些實施例的傳感器執行的數據傳輸方法500的流程圖。傳感器適於部署在旋轉設備上。傳感器存儲有關於傳感器的初始採集時間點和多個預定喚醒點的設置。該多個預定喚醒點包括關於該傳感器的一個上傳開始時間點和關於該傳感器的多個告警條件判斷時間點。

方法500始於步驟S510。在步驟S510中，在初始採集時間點採集該旋轉設備的第一設備監測數據。每次在傳感器從休眠狀態進入喚醒狀態時，方法500執行步驟S520，判斷這次進入喚醒狀態所對應的預定喚醒點是否為上傳開始時間點。

在步驟S520中確定所對應的預定喚醒點是上傳開始時間點時，方法500進入步驟S530，開始請求將第一設備監測數據上傳到採集站。

在步驟S520中確定所對應的預定喚醒點非上傳開始點時，方法500執行步驟S540，判斷傳感器是否滿足告警條件。根據本發明一個實施例，在步驟S540中，採集第三預定時長的第三設備監測數據，判斷第三設備監測數據的特性是否超過閾值，並在超過閾值時確定滿足告警條件。

在步驟S540確定傳感器滿足告警條件時，方法500執行步驟S550採集第一預定時長的第二設備監測數據，生成包含第二設備監測數據的告警消息並開始請求將告警消息傳輸到採集站。

方法500更具體的實施方式與圖2說明中傳感器的工作方式一致，這裡不再贅述。

圖6示出了根據本發明一些實施例的傳感器執行的數據傳輸方法600的流程圖。方法600的步驟S610-S650與方法500的步驟S510-S550一致，這裡不再贅述。

在執行步驟S630之後，方法600還可以執行步驟S660或S670。在步驟S660中，響應於接收到採集站對所述第一設備監測數據的傳輸確認消息，將該第一設備監測數據傳輸到採集站。在步驟S670中，響應於接收到採集站對第一設備監測數據傳輸請求的忙碌狀態消息，放棄本次上傳操作。在步驟S670中放棄上傳操作後，方法執行步驟S680，判斷所對應的預定喚醒點是否為告警條件判斷時間點。在步驟S680中確定所對應的預定喚醒點非告警條件判斷時間點時，方法600執行步驟S690，休眠傳感器。在步驟S680中確定所對應的預定喚醒點為告警條件判斷時間點時，方法600繼續執行步驟S640。

在步驟S660中將第一設備監測數據傳輸到採集站之後，方法執行步驟S6100，判斷該傳輸期間是否包含至少一個預定喚醒點。

在步驟S6100中確定該傳輸期間包含至少一個預定喚醒點時，繼續執行步驟S640。在步驟S6100中確定該傳輸期間未包含預定喚醒點時，執行步驟S690。

在步驟S650中接收到所述採集站返回對告警消息傳輸請求的忙碌狀態消息時，方法執行步驟S6110，延遲第二預定時長繼續執行步驟S650中向採集站發送對告警消息的傳輸請求的操作，直到接收到採集站對告警消息傳輸請求的確認消息。

在步驟S650中完成將告警消息傳輸到採集站時，方法600執行步驟S690。

另外，在步驟S640中確定傳感器不滿足告警條件時，方法600執行步驟S690。

方法600更具體的實施方式與圖2說明中傳感器的工作方式一致，這裡不再贅述。

圖7示出了根據本發明一些實施例的採集站的設備監測數據傳輸方法700的流程圖。採集站適於與部署於旋轉設備上的傳感器組進行通信。該採集站配置有系統數據採集周期T。T包括多個預定接收時間點和向伺服器傳輸來自傳感器組的第一設備監測數據的開始時間點。其中多個預定接收時間點的集合與傳感器組中所有預定喚醒點的集合相同。

方法700始於步驟S710。在步驟S710中，每次在採集站處於休眠狀態時，在到達下一個預定接收時間點時喚醒採集站，並等待接收來自傳感器組的數據傳輸請求。每個數據傳輸請求為傳感器組中一個所發送對第一設備監測數據或告警消息的傳輸請求。

在所接收到的第一個數據傳輸請求為傳感器組中一個所發送的告警消息傳輸請求時，方法700執行步驟S720，開始接收來自這個傳感器的告警消息。

在步驟S720中接收這個傳感器的告警消息期間，如果採集站接收到另一個傳感器所發送的數據傳輸請求，則方法700還執行步驟S730。在步驟S730中，向該另一個傳感器返回忙碌狀態消息。

另外方法700還包括步驟S740，在接收完成來自傳感器組的至少一個告警消息時，將所接收的至少一個告警消息傳輸到伺服器。

方法700更具體的執行方式與圖2說明中採集站的工作方式一致，這裡不再贅述。

圖8示出了根據本發明一些實施例的採集站的設備監測數據傳輸方法800的流程圖。方法800的步驟S810-S840與方法700的步驟S710-S740一致，這裡不再贅述。

在步驟S810中所接收到的第一數據傳輸請求為傳感器組中一個所發送的對第一設備監測數據的傳輸請求時，方法800進入步驟S850，開始接收該第一設備監測數據。方法800還執行步驟S860，判斷在接收到對第一設備監測數據的傳輸請求、至完成接收第一設備監測數據的期間，採集站是否接收到對告警消息的傳輸請求。在步驟S860中確定採集站未接收到對告警消息的傳輸請求，方法800進入步驟S870。在步驟S870中，休眠採集站。

在步驟S860中確定採集站接收到至少一個傳感器對告警消息的傳輸請求，方法800繼續通過執行步驟S820來接收該至少一個傳感器的告警消息。

另外方法800還包括步驟S880，在向伺服器傳輸來自傳感器組的第一設備監測數據的開始時間點喚醒採集站，並開始向伺服器上傳來自傳感器組的第一設備監測數據。在執行步驟S880時，方法800還執行步驟S890。在步驟S890中，判斷距離T的結束時間點是否大於閾值，在確定未大於閾值時終止執行步驟S880。

可選地，方法800還包括步驟S8100，根據下述方式配置向伺服器傳輸來自傳感器組的第一設備監測數據的開始時間點和傳感器組中所有預定喚醒點：

T1＝ceil(Len/m)*60Len為一條第一設備監測數據的長度，m為採集站與一個傳感器在60秒內所傳輸的數據量，T1為傳輸一條第一設備監測數據需要的時長，

在T1<Td時，TS＝Td/n其中n為正整數，TS為任意相鄰兩個上傳開始時間點的時間間隔，Td為告警條件判斷時間點的周期，

在T1≥Td時，TS＝ceil(T1/Td)*Td，

從T的開始時間點t0，將每隔TS時長的時間點分配給N個傳感器中的一個作為其上傳開始時間點，

tup＝t0+TS*(N+1)，tup為向伺服器傳輸來自傳感器組的第一設備監測數據的開始時間點。

方法800更具體的執行方式與圖2說明中採集站的工作方式一致，這裡不再贅述。

A7、如A1-A6中任一項所述的方法，還包括：在確定傳感器不滿足告警條件時，執行休眠傳感器的操作。A8、如A1-A7中任一項所述的方法，其中，所述判斷傳感器是否滿足告警條件的操作包括：採集第三預定時長的第三設備監測數據，判斷第三設備監測數據的特性是否超過閾值，並在超過閾值時確定滿足告警條件。A9、如A1-A8中任一項所述的方法，其中，所採集的第一設備監測數據包括下述中至少一種：設備轉動速度和設備振動波形。A11、如A10所述的方法，還包括：在所接收到的第一數據傳輸請求為傳感器組中一個所發送的對第一設備監測數據的傳輸請求時，開始接收該第一設備監測數據。A12、如A11所述的方法，還包括：判斷在接收到對第一設備監測數據的傳輸請求、至完成接收第一設備監測數據的期間，採集站是否接收到對告警消息的傳輸請求；如果未接收到對告警消息的傳輸請求，在完成接收後休眠採集站；如果接收到至少一個傳感器對告警消息的傳輸請求，在完成所述第一設備監測數據接收後繼續接收該至少一個傳感器的告警消息。A13、如A11或12所述的方法，還包括：在向伺服器傳輸來自傳感器組的第一設備監測數據的開始時間點喚醒採集站，並開始向伺服器上傳來自傳感器組的第一設備監測數據。A14、如A13所述的方法，還包括：在向伺服器上傳來自傳感器組的第一設備監測數據的過程中，判斷距離T的結束時間點是否大於閾值，並在未大於閾值時終止本次上傳。A15、如A10-A14中任一項所述的方法，還包括根據下述方式配置向伺服器傳輸來自傳感器組的第一設備監測數據的開始時間點和傳感器組中所有預定喚醒點：

T1＝ceil(Len/m)*60Len為一條第一設備監測數據的長度，m為採集站與一個傳感器在60秒內所傳輸的數據量，T1為傳輸一條第一設備監測數據需要的時長，

在T1<Td時，TS＝Td/n其中n為正整數，TS為任意相鄰兩個上傳開始時間點的時間間隔，Td為告警條件判斷時間點的周期，

在T1≥Td時，TS＝ceil(T1/Td)*Td，

從T的開始時間點t0，將每隔TS時長的時間點分配給N個傳感器中的一個作為其上傳開始時間點，

tup＝t0+TS*(N+1)，tup為向伺服器傳輸來自傳感器組的第一設備監測數據的開始時間點。

A17、如A16的傳感器，其中，所述傳輸模塊還適於:響應於接收到採集站對所述第一設備監測數據的傳輸確認消息，通過所述通信單元將該第一設備監測數據傳輸到採集站。A18、如A16或A17所述的傳感器，其中，所述傳輸模塊還適於：響應於接收到採集站對所述第一設備監測數據傳輸請求的忙碌狀態消息，放棄本次上傳操作；所述告警判斷模塊還適於：在所對應的預定喚醒點非告警條件判斷時間點時休眠傳感器，在所對應的預定喚醒點為告警條件判斷時間點時繼續執行判斷傳感器是否滿足告警條件的操作。A19、如A17或A18所述的傳感器，其中所述告警判斷模塊還適於：在所述傳輸模塊將第一設備監測數據傳輸到採集站之後，判斷該傳輸期間是否包含至少一個預定喚醒點；在確定該傳輸期間包含至少一個預定喚醒點時，繼續執行判斷傳感器是否滿足告警條件的操作；在確定該傳輸期間未包含預定喚醒點時，執行休眠傳感器的操作。A20、如A16-A19中任一項所述的傳感器，其中所述傳輸模塊還適於：響應於接收到所述採集站返回對告警消息傳輸請求的忙碌狀態消息時，延遲第二預定時長繼續向採集站發送對告警消息的傳輸請求，直到接收到採集站對告警消息傳輸請求的確認消息。A21、如A16-A20中任一項所述的傳感器，其中，所述告警判斷模塊還適於：在所述傳輸模塊完成將所述告警消息傳輸到採集站時，執行休眠傳感器的操作。A22、如A16-A21中任一項所述的傳感器，所述告警判斷模塊還適於：在確定傳感器不滿足告警條件時，執行休眠傳感器的操作。A23、如A16-A22中任一項所述的傳感器，其中，所述告警判斷模塊適於根據下述方式判斷傳感器是否滿足告警條件：指示所述第二採集模塊採集第三預定時長的第三設備監測數據；判斷第三設備監測數據的特性是否超過閾值，並在超過閾值時確定滿足告警條件。A24、如A16-A23中任一項所述的傳感器，其中，所述第一採集模塊所採集的第一設備監測數據包括下述中至少一種：設備轉動速度和設備振動波形。A26、如A25所述的採集站，其中所述接收模塊還適於：在所述監測模塊所接收到的第一數據傳輸請求為傳感器組中一個所發送的對第一設備監測數據的傳輸請求時，開始接收該第一設備監測數據。A27、如A26所述的採集站，其中所述監測模塊還適於：在接收到對第一設備監測數據的傳輸請求、至所述接收模塊完成接收所述第一設備監測數據的期間，如果未接收到對告警消息的傳輸請求，在接收模塊完成接收後指示喚醒控制模塊休眠採集站；如果接收到至少一個傳感器對告警消息的傳輸請求，指示所述接收模塊在完成所述第一設備監測數據接收後、繼續接收該至少一個傳感器的告警消息。A28、如A26或A27所述的採集站，其中，所述喚醒控制模塊還適於在向伺服器傳輸來自傳感器組的第一設備監測數據的開始時間點喚醒採集站；所述上傳模塊在該開始時間點開始向伺服器上傳來自傳感器組的第一設備監測數據。A29、如A28所述的採集站，其中，所述監測模塊還適於：在所述上傳模塊向伺服器上傳來自傳感器組的第一設備監測數據的過程中，判斷距離T的結束時間點是否大於閾值，並在非大於閾值時指示所述上傳模塊終止本次上傳。A30、如A25-A29中任一項所述的採集站，其中所述控制單元還包括配置模塊，適於根據下述方式配置向伺服器傳輸來自傳感器組的第一設備監測數據的開始時間點和傳感器組中所有預定喚醒點：

T1＝ceil(Len/m)*60Len為一條第一設備監測數據的長度，m為採集站與一個傳感器在60秒內所傳輸的數據量，T1為傳輸一條第一設備監測數據需要的時長，

在T1<Td時，TS＝Td/n其中n為正整數，TS為任意相鄰兩個上傳開始時間點的時間間隔，Td為告警條件判斷時間點的周期，

在T1≥Td時，TS＝ceil(T1/Td)*Td，

從T的開始時間點t0，將每隔TS時長的時間點分配給N個傳感器中的一個作為其上傳開始時間點，

tup＝t0+TS*(N+1)，tup為向伺服器傳輸來自傳感器組的第一設備監測數據的開始時間點。

在此處所提供的說明書中，說明了大量具體細節。然而，能夠理解，本發明的實施例可以在沒有這些具體細節的情況下被實踐。在一些實例中，並未詳細示出公知的方法、結構和技術，以便不模糊對本說明書的理解。

類似地，應當理解，為了精簡本公開並幫助理解各個發明方面中的一個或多個，在上面對本發明的示例性實施例的描述中，本發明的各個特徵有時被一起分組到單個實施例、圖、或者對其的描述中。然而，並不應將該公開的方法解釋成反映如下意圖：即所要求保護的本發明要求比在每個權利要求中所明確記載的特徵更多特徵。更確切地說，如下面的權利要求書所反映的那樣，發明方面在於少於前面公開的單個實施例的所有特徵。因此，遵循具體實施方式的權利要求書由此明確地併入該具體實施方式，其中每個權利要求本身都作為本發明的單獨實施例。

本領域那些技術人員應當理解在本文所公開的示例中的設備的模塊或單元或組件可以布置在如該實施例中所描述的設備中，或者可替換地可以定位在與該示例中的設備不同的一個或多個設備中。前述示例中的模塊可以組合為一個模塊或者此外可以分成多個子模塊。

本領域那些技術人員可以理解，可以對實施例中的設備中的模塊進行自適應性地改變並且把它們設置在與該實施例不同的一個或多個設備中。可以把實施例中的模塊或單元或組件組合成一個模塊或單元或組件，以及此外可以把它們分成多個子模塊或子單元或子組件。除了這樣的特徵和/或過程或者單元中的至少一些是相互排斥之外，可以採用任何組合對本說明書(包括伴隨的權利要求、摘要和附圖)中公開的所有特徵以及如此公開的任何方法或者設備的所有過程或單元進行組合。除非另外明確陳述，本說明書(包括伴隨的權利要求、摘要和附圖)中公開的每個特徵可以由提供相同、等同或相似目的的替代特徵來代替。

此外，本領域的技術人員能夠理解，儘管在此所述的一些實施例包括其它實施例中所包括的某些特徵而不是其它特徵，但是不同實施例的特徵的組合意味著處於本發明的範圍之內並且形成不同的實施例。例如，在下面的權利要求書中，所要求保護的實施例的任意之一都可以以任意的組合方式來使用。

此外，所述實施例中的一些在此被描述成可以由計算機系統的處理器或者由執行所述功能的其它裝置實施的方法或方法元素的組合。因此，具有用於實施所述方法或方法元素的必要指令的處理器形成用於實施該方法或方法元素的裝置。此外，裝置實施例的在此所述的元素是如下裝置的例子：該裝置用於實施由為了實施該發明的目的的元素所執行的功能。

如在此所使用的那樣，除非另行規定，使用序數詞「第一」、「第二」、「第三」等等來描述普通對象僅僅表示涉及類似對象的不同實例，並且並不意圖暗示這樣被描述的對象必須具有時間上、空間上、排序方面或者以任意其它方式的給定順序。

儘管根據有限數量的實施例描述了本發明，但是受益於上面的描述，本技術領域內的技術人員明白，在由此描述的本發明的範圍內，可以設想其它實施例。此外，應當注意，本說明書中使用的語言主要是為了可讀性和教導的目的而選擇的，而不是為了解釋或者限定本發明的主題而選擇的。因此，在不偏離所附權利要求書的範圍和精神的情況下，對於本技術領域的普通技術人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。對於本發明的範圍，對本發明所做的公開是說明性的，而非限制性的，本發明的範圍由所附權利要求書限定。