本實(shí)用新型涉及內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組的電子控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于WIFI的發(fā)電機(jī)組數(shù)據(jù)采集器。

背景技術(shù)：

柴油發(fā)電機(jī)組在通訊工程、消防和工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中被廣泛的作為重要備用電源，在機(jī)組運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)各種故障，特別是在機(jī)組的啟動(dòng)過(guò)程中。而現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)組遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)都是采用以太網(wǎng)或GPRS、3G、4G等通信技術(shù)，將發(fā)電機(jī)組連接到云服務(wù)器進(jìn)行在線數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，在這個(gè)過(guò)程中因網(wǎng)絡(luò)原因?qū)е虏荒芤悦棵胍淮我陨系乃俣瓤焖俨杉瘷C(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)，導(dǎo)致無(wú)法重現(xiàn)故障場(chǎng)景，另外也因?yàn)楝F(xiàn)有的發(fā)電機(jī)組控制器都沒(méi)有采集電子調(diào)速驅(qū)動(dòng)電壓和勵(lì)磁電壓的功能，因此不能很好的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程故障診斷，特別是對(duì)機(jī)組的起動(dòng)故障時(shí)無(wú)能為力。另外，現(xiàn)有的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)技術(shù)在無(wú)網(wǎng)絡(luò)的地方無(wú)法實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)，且在不同的國(guó)家需要比較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置后才能使用。

有鑒于此，特提出本新型專利，以改正上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題如下：

1. 在發(fā)電機(jī)組和云服務(wù)器之間架起一座不受網(wǎng)絡(luò)通信管道，哪怕是海上還能繼續(xù)通訊;

2. 為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程故障診斷，需要更全面的監(jiān)測(cè)機(jī)組的數(shù)據(jù);

3. 為了再現(xiàn)故障現(xiàn)場(chǎng)，需要捕捉故障發(fā)生期間數(shù)據(jù)的功能;

4. 為了連續(xù)監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)，需要WIFI數(shù)據(jù)采集模塊可以保存較長(zhǎng)時(shí)間的歷史數(shù)據(jù)，便于在連接到云服務(wù)器時(shí)下載數(shù)據(jù)到云服務(wù)器。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種基于WIFI的發(fā)電機(jī)組數(shù)據(jù)采集器，其包括中央處理器模塊、通訊采集模塊、開(kāi)關(guān)量采集模塊、模擬量采集模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、開(kāi)關(guān)量輸出模塊、人機(jī)交互模塊、WIFI通信模塊，所述通訊采集模塊、開(kāi)關(guān)量采集模塊、模擬量采集模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、開(kāi)關(guān)量輸出模塊、人機(jī)交互模塊、WIFI通信模塊分別與中央處理器模塊電連接，所述通訊采集模塊采用RS232或RS485或USB或CAN通訊方式與發(fā)電機(jī)組的控制器電連接，所述通訊采集模塊用于采集發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)，所述開(kāi)關(guān)量采集模塊用于采集發(fā)電機(jī)組的開(kāi)關(guān)量，所述模擬量采集模塊用于采集發(fā)電機(jī)組的模擬量，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，所述開(kāi)關(guān)量輸出模塊用于輸出開(kāi)關(guān)量，所述人機(jī)交互模塊用于人機(jī)交互，所述WIFI通信模塊用于與云服務(wù)器通信。

本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)為，所述模擬量采集模塊包含勵(lì)磁電壓采集電路、電子調(diào)速器驅(qū)動(dòng)電壓采集電路、音頻傳感器輸入采集電路，所述勵(lì)磁電壓采集電路用于采集發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁電壓，所述電子調(diào)速器驅(qū)動(dòng)電壓采集電路用于采集發(fā)電機(jī)組的電子調(diào)速驅(qū)動(dòng)電壓，所述音頻傳感器輸入采集電路用于采集發(fā)電機(jī)組的異常聲音。

本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)為，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊內(nèi)建多個(gè)按環(huán)形結(jié)構(gòu)組織的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，用于保存不同類型的運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括設(shè)備啟動(dòng)停止記錄、設(shè)備運(yùn)行過(guò)程的數(shù)據(jù)和狀態(tài)、設(shè)備在故障發(fā)生瞬間前一段時(shí)間的數(shù)據(jù)和狀態(tài)，這些環(huán)形結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)是按最新數(shù)據(jù)覆蓋最早數(shù)據(jù)的方式工作，并采用時(shí)間戳管理數(shù)據(jù)，以便和云服務(wù)器之間保持同步更新，避免將全部數(shù)據(jù)上傳所消耗的大量時(shí)間。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型在無(wú)網(wǎng)絡(luò)的條件下，可以將采集到的發(fā)電機(jī)組數(shù)據(jù)通過(guò)WIFI傳輸方式與手機(jī)WIFI模塊相連接，并將保存在本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的各種數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)存到手機(jī)中，等到手機(jī)可以連接因特網(wǎng)時(shí)，再將之前保存在手機(jī)中的機(jī)組數(shù)據(jù)，通過(guò)手機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接到云服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳和分析，并將分析結(jié)果展示到手機(jī)APP中。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)方框圖;

圖2是本實(shí)用新型的應(yīng)用示意圖;

圖3是本實(shí)用新型在有WIFI環(huán)境下的數(shù)據(jù)上傳流程圖;

圖4是本實(shí)用新型在無(wú)WIFI但有手機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)據(jù)上傳流程圖;

圖5是本實(shí)用新型在無(wú)WIFI無(wú)手機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)據(jù)上傳流程圖。

圖中各部件名稱如下：

1—中央處理器模塊;

2—通訊采集模塊;

3—開(kāi)關(guān)量采集模塊;

4—模擬量采集模塊;

5—數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊;

6—開(kāi)關(guān)量輸出模塊;

7—人機(jī)交互模塊;

8—WIFI通信模塊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖說(shuō)明及具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，一種基于WIFI的發(fā)電機(jī)組數(shù)據(jù)采集器，其包括中央處理器模塊1、通訊采集模塊2、開(kāi)關(guān)量采集模塊3、模擬量采集模塊4、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊5、開(kāi)關(guān)量輸出模塊6、人機(jī)交互模塊7、WIFI通信模塊8，所述通訊采集模塊2、開(kāi)關(guān)量采集模塊3、模擬量采集模塊4、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊5、開(kāi)關(guān)量輸出模塊6、人機(jī)交互模塊7、WIFI通信模塊8分別與中央處理器模塊1電連接，所述通訊采集模塊2采用RS232或RS485或USB或CAN通訊方式與發(fā)電機(jī)組的控制器電連接，所述通訊采集模塊2用于采集發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)，所述開(kāi)關(guān)量采集模塊3用于采集發(fā)電機(jī)組的開(kāi)關(guān)量，所述模擬量采集模塊4用于采集發(fā)電機(jī)組的模擬量，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊5用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，所述開(kāi)關(guān)量輸出模塊6用于輸出開(kāi)關(guān)量，所述人機(jī)交互模塊7用于人機(jī)交互，所述WIFI通信模塊8用于與云服務(wù)器通信。

具體地，如圖1所示，所述模擬量采集模塊4包含勵(lì)磁電壓采集電路、電子調(diào)速器驅(qū)動(dòng)電壓采集電路、音頻傳感器輸入采集電路，所述勵(lì)磁電壓采集電路用于采集發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁電壓，所述電子調(diào)速器驅(qū)動(dòng)電壓采集電路用于采集發(fā)電機(jī)組的電子調(diào)速驅(qū)動(dòng)電壓，所述音頻傳感器輸入采集電路用于采集發(fā)電機(jī)組的異常聲音。所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊5內(nèi)建多個(gè)按環(huán)形結(jié)構(gòu)組織的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，用于保存不同類型的運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括設(shè)備啟動(dòng)停止記錄、設(shè)備運(yùn)行過(guò)程的數(shù)據(jù)和狀態(tài)、設(shè)備在故障發(fā)生瞬間前一段時(shí)間的數(shù)據(jù)和狀態(tài)，這些環(huán)形結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)是按最新數(shù)據(jù)覆蓋最早數(shù)據(jù)的方式工作，并采用時(shí)間戳管理數(shù)據(jù)，以便和云服務(wù)器之間保持同步更新，避免將全部數(shù)據(jù)上傳所消耗的大量時(shí)間。

如圖2、圖3、圖4、圖5所示，所述中央處理器模塊1通過(guò)通訊采集模塊2連接到發(fā)電機(jī)組的控制器，采集發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)，還通過(guò)模擬量采集模塊4直接連接到機(jī)組的AVR采集勵(lì)磁電壓，以及連接到機(jī)組的電子調(diào)速系統(tǒng)采集調(diào)速控制電壓，然后將采集到的各種發(fā)電機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)，在3種不同的網(wǎng)絡(luò)條件下，用不同的方法，通過(guò)WIFI通信模塊8傳輸?shù)皆品?wù)器，實(shí)現(xiàn)在發(fā)電機(jī)組和云服務(wù)器之間架起一座通信管道。所述WIFI通信模塊8在3種不同的網(wǎng)絡(luò)條件下，用不同的方法，將保存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊5中的數(shù)據(jù)上傳的云服務(wù)器中。生產(chǎn)商或服務(wù)商可以通過(guò)云服務(wù)器了解用戶的使用情況，通過(guò)檢查故障發(fā)生期間的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程故障診斷以及對(duì)用戶的維護(hù)提醒。

所述模擬量采集模塊4包含勵(lì)磁電壓采集電路、電子調(diào)速器驅(qū)動(dòng)電壓采集電路、音頻傳感器輸入采集電路、溫度采集電路，分別用于采集發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁電壓，電子調(diào)速驅(qū)動(dòng)電壓，發(fā)動(dòng)機(jī)的異常聲音，以及環(huán)境溫度。

所述中央處理器模塊1主動(dòng)監(jiān)測(cè)采集到的發(fā)電機(jī)組數(shù)據(jù)，根據(jù)預(yù)設(shè)的邏輯條件，捕捉符合邏輯條件的數(shù)據(jù)，并保存到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊5中，其中包括故障發(fā)生前一段時(shí)間的數(shù)據(jù)，用于檢查發(fā)電電壓波動(dòng)率的數(shù)據(jù)，和用于檢查轉(zhuǎn)速波動(dòng)率的數(shù)據(jù)，以及用于檢查機(jī)組電池電壓在啟動(dòng)過(guò)程中的數(shù)據(jù)，這些不同類型數(shù)據(jù)最終被保存到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊5中，并傳送到云服務(wù)器做健康分析。

所述模擬量采集模塊4還通過(guò)聲音傳感器采集發(fā)動(dòng)機(jī)體的聲音，按預(yù)設(shè)邏輯條件，在機(jī)組運(yùn)行的不同工況下，采集發(fā)電機(jī)組的聲音數(shù)據(jù)，然后通過(guò)內(nèi)設(shè)的小波變換程序，得到一段時(shí)間內(nèi)，不同時(shí)刻的頻譜分布和幅度，并保存到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊5中，這些數(shù)據(jù)被傳送到服務(wù)器中做進(jìn)一步的音頻分析，以監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的異響故障。

所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊5內(nèi)建多個(gè)按環(huán)形結(jié)構(gòu)組織的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，用于保存不同類型的運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括設(shè)備啟動(dòng)停止記錄、設(shè)備運(yùn)行過(guò)程的數(shù)據(jù)和狀態(tài)、設(shè)備在故障發(fā)生瞬間前一段時(shí)間的數(shù)據(jù)和狀態(tài)，這些環(huán)形結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)是按最新數(shù)據(jù)覆蓋最早數(shù)據(jù)的方式工作，并采用時(shí)間戳管理數(shù)據(jù)，以便和云服務(wù)器之間保持同步更新，避免將全部數(shù)據(jù)上傳所消耗的大量時(shí)間。

所述開(kāi)關(guān)量采集模塊3用于采集發(fā)電機(jī)組周邊的各種輔助設(shè)備狀態(tài)，以便通過(guò)云服務(wù)器更好的監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)組狀態(tài)，和遠(yuǎn)程故障診斷，比如：門(mén)禁、水浸開(kāi)關(guān)等。

所述人機(jī)交互模塊7包含LED指示電路，用于指示發(fā)電機(jī)組和通訊采集模塊2的連接狀態(tài)，以及本數(shù)據(jù)采集器和云服務(wù)器或手機(jī)之間的連接狀態(tài)。還包含用于恢復(fù)出廠設(shè)置的復(fù)位按鍵。

所述開(kāi)關(guān)量輸出模塊6根據(jù)預(yù)設(shè)邏輯和云服務(wù)器的命令，輸出開(kāi)關(guān)量以控制發(fā)電機(jī)組周邊的設(shè)備，比如：打開(kāi)排風(fēng)扇、空調(diào)系統(tǒng)等。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于，本實(shí)用新型在無(wú)網(wǎng)絡(luò)的條件下，可以將采集到的發(fā)電機(jī)組數(shù)據(jù)通過(guò)WIFI傳輸方式與手機(jī)WIFI模塊相連接，并將保存在本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊5的各種數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)存到手機(jī)中，等到手機(jī)可以連接因特網(wǎng)時(shí)，再將之前保存在手機(jī)中的機(jī)組數(shù)據(jù)，通過(guò)手機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接到云服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳和分析，并將分析結(jié)果展示到手機(jī)APP中。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。