[發明專利]虛擬傳感器及其健康監測智能決策系統

在審

• 申請號: 201710123469.8
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN108535033A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發明（設計）人: 陳灝
• 申請（專利權）人: 上海索辰信息科技有限公司
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;G06F17/50
• 代理公司: 上海翰信知識產權代理事務所(普通合伙) 31270
• 代理人: 張維東

本發明提供了一種虛擬傳感器，設定部設定仿真關系模型，存儲部存儲該仿真關系模型，仿真關系模型中的參數由物理傳感器直接測量得到，物理傳感器安裝在設備容易測量的部位，物理傳感器將測量的原始參數發送到處理部，處理部將原始參數帶入仿真關系模型中計算得到被測點的參數，由于采用間接方法測量設備的間接測量點的參數，因此可以避免測點處于測量極限環境中不能測量，或者設備的測點處不適合放置物理傳感器而不能得到測點處的參數，因此，本發明的虛擬傳感器不僅能夠適應測點在極限環境中或測點處不適合放置物理傳感器的測量，而且成本低。

技術領域

本發明屬于基于計算機的建模技術領域，具體涉及一種虛擬傳感器及其健康監測智能決策系統。

背景技術

工業4.0中很重要的一個應用系統就是物理信息系統(Cyber Physical System,CPS)。在設備健康監測的CPS中，需要大量使用傳感器來采集設備狀態數據，從而積累數據進行分析。

物理傳感器已被廣泛用于現代機械、電子等多種產品的測量和監控中去。物理傳感器常常對物理現象進行直接測量并將這些測量量轉換成測量數據，傳遞給控制系統進一步處理。由于物理傳感器相關的硬件成本通常很高且有時不可靠，有時被測量點處于極限環境中，不適合放置物理硬件設備等原因。例如：汽車運行中輪胎的充氣壓力的變化、與路面之間的摩擦等；壓力傳感器置于車輪上會面臨許多困難，輪胎和路面之間的摩擦難以直接測量。

發明內容

本發明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種當設備的測點在測量極限環境中或者設備的測點處不適合放置物理傳感器時能夠測量設備的該測點的物理參數，且成本低的虛擬傳感器。

本發明提供了一種虛擬傳感器，用于測量設備上被測量點的參數，其特征在于，包括：至少一個物理傳感器，用于實時測量被測設備各間接測量點的原始參數；設定部，用于設定原始參數與被測量點的參數之間的仿真關系模型；存儲部，用于存儲仿真關系模型；處理部，與所有物理傳感器連接，物理傳感器將測量的原始參數發送到處理部，處理部根據物理傳感器測量的原始參數基于仿真關系模型得到原始參數與被測量點的參數。

進一步，在本發明提供的虛擬傳感器中，還可以具有這樣的特征：其中，仿真關系模型中還可以包含通過虛擬加工過程或虛擬仿真過程得到的虛擬原始參數。

進一步，在本發明提供的虛擬傳感器中，還可以具有這樣的特征：其中，設定部還用于設定虛擬加工過程或虛擬仿真過程。

本發明還提供了一種健康監測智能決策系統，其特征在于，包括：傳感器單元，用于采集設備不同監測點的數據，包含上述的虛擬傳感器、以及物理傳感器；數據存儲模塊，用于存儲虛擬傳感器和物理傳感器采集的數據；數據分析模塊，用于將數據存儲模塊存儲的數據進行分析處理得到分析結果；顯示模塊，用于顯示數據分析模塊得到的分析結果；以及報警模塊，根據分析結果發出報警信號。

進一步，在本發明提供的健康監測智能決策系統中，還可以具有這樣的特征：其中，分析結果包含：模擬的設備的健康狀態、預測的設備使用周期和壽命、預測產生故障的部位。

本發明的優點如下：

根據本發明所涉及的虛擬傳感器，設定部設定仿真關系模型，存儲部存儲該仿真關系模型，仿真關系模型中的參數由物理傳感器直接測量得到，物理傳感器安裝在設備容易測量的部位，物理傳感器將測量的原始參數發送到處理部，處理部將原始參數帶入仿真關系模型中計算得到被測點的參數，由于采用間接方法測量設備的間接測量點的參數，因此可以避免測點處于測量極限環境中不能測量，或者設備的測點處不適合放置物理傳感器而不能得到測點處的參數，因此，本發明的虛擬傳感器不僅能夠適應測點在極限環境中或測點處不適合放置物理傳感器的測量，而且成本低。

本發明的健康監測智能決策系統由于采用本發明的虛擬傳感器和物理傳感器共同監測設備，因此能夠監測設備的各種需要的參數，從而能夠模擬健康狀態，幫助診斷設備狀態，預測設備使用周期、壽命，判斷的出現故障的位置。