[發(fā)明專利]一種開放式旋轉(zhuǎn)機械監(jiān)測平臺

在審

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• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112306779A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張建春;張沖;徐楚;徐旭
• 申請（專利權(quán)）人: 江陰眾和電力儀表有限公司
• 主分類號: G06F11/22
• 分類號: G06F11/22;G06F11/30
• 代理公司: 江陰市輕舟專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32380
• 代理人: 孫燕波

1.一種開放式旋轉(zhuǎn)機械監(jiān)測平臺，包括開放式硬件平臺和可重構(gòu)軟件兩部分，其特征在于：

所述開放式硬件平臺用于采集監(jiān)視用各類傳感數(shù)據(jù)，實時監(jiān)視設(shè)備運行數(shù)據(jù)，動態(tài)評估裝備技術(shù)狀態(tài)，對可能發(fā)生的故障進行預(yù)警，并從使用層面及維修層面做出決策支撐，開放式硬件平臺由刀片服務(wù)器和功能刀片組成，采用符合國際規(guī)范的開放式體系架構(gòu)和接口標(biāo)準(zhǔn)；刀片內(nèi)聯(lián)與外聯(lián)采用高速RapidIO數(shù)據(jù)交換、1Gbps以太網(wǎng)控制數(shù)據(jù)交換的兩層數(shù)據(jù)全交換模式，可實現(xiàn)硬件平臺的全互連；同時采用IPMI監(jiān)測各模塊的狀態(tài)以及對機箱溫度智能管理；

所述可重構(gòu)軟件用于實現(xiàn)各型數(shù)據(jù)采集、處理、交換和傳輸，以及FFT、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、深度學(xué)習(xí)等算法實現(xiàn)，達到監(jiān)測和預(yù)警目的，可重構(gòu)軟件通過高速標(biāo)準(zhǔn)化總線和協(xié)議實現(xiàn)計算節(jié)點互聯(lián)，拓撲結(jié)構(gòu)靈活可變，可重構(gòu)、擴充；

通過軟件與底層硬件解耦合，采用基于ROSA的軟件化系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計，以支持功能重構(gòu)、應(yīng)用功能即插即用和擴充，方便系統(tǒng)遞進式開發(fā),并支持二次開發(fā)；

采用中間件和軟總線技術(shù)以支持軟件的即插即用，適應(yīng)多功能多任務(wù)部署、軟件升級換代、新算法新技術(shù)驗證和移植需求。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開放式旋轉(zhuǎn)機械監(jiān)測平臺，其特征在于：所述開放式硬件平臺采用開放式計算體系架構(gòu)技術(shù)，通過不同協(xié)議高速總線以及總線間節(jié)點互聯(lián)，建立層次化的模塊間、模塊內(nèi)部的數(shù)據(jù)通路，設(shè)計出滿足實時計算要求的計算平臺。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開放式旋轉(zhuǎn)機械監(jiān)測平臺，其特征在于：所述開放式硬件平臺分為應(yīng)用層、平臺管理、集群處理平臺三層，所述應(yīng)用層是面向系統(tǒng)功能的，包含各型傳感器的采集以及旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)控制；所述平臺管理是面向自身處理功能的，包含資源池化、資源管理和任務(wù)調(diào)度；所述集群處理平臺是整個硬件平臺進行信息處理的核心，由計算節(jié)點、交換節(jié)點、管理節(jié)點和存儲節(jié)點組成，通過內(nèi)部總線和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進行互聯(lián)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開放式旋轉(zhuǎn)機械監(jiān)測平臺，其特征在于：所述開放式硬件平臺的刀片服務(wù)器內(nèi)插計算刀片、交換刀片和采集刀片，計算刀片用于完成對采集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)清洗和規(guī)整，以及運用合理模型對數(shù)據(jù)進行深度處理得到告警、預(yù)測信息；交換刀片用于完成數(shù)據(jù)間的交換工作；采集刀片用于完成各型傳感器數(shù)據(jù)的采集工作，所有刀片均遵照標(biāo)準(zhǔn)進行加固設(shè)計，以使系統(tǒng)具備抗惡劣條件工作的特性。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開放式旋轉(zhuǎn)機械監(jiān)測平臺，其特征在于：所述可重構(gòu)軟件采用星形冗余拓撲結(jié)構(gòu)將相鄰兩個路由節(jié)點、計算節(jié)點與路由節(jié)點以及計算節(jié)點與計算節(jié)點之間進行連接，并采用高速串行互聯(lián)的交換架構(gòu)滿足通用性、復(fù)用性和可擴展性要求，實現(xiàn)了高速大容量數(shù)據(jù)交換技術(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開放式旋轉(zhuǎn)機械監(jiān)測平臺，其特征在于：可重構(gòu)軟件架構(gòu)包括應(yīng)用構(gòu)件層、系統(tǒng)管理層、軟總線、中間件層和基礎(chǔ)軟件層，所述應(yīng)用構(gòu)件層，各功能模塊基于軟總線進行集成，支持振動監(jiān)測與溫度監(jiān)測、測量控制、算法處理功能即插即用，面向需求快速構(gòu)建，支持二次開發(fā)；所述系統(tǒng)管理層為信息處理與控制提供統(tǒng)一的管理與調(diào)度平臺，提供系統(tǒng)硬件資源管理、構(gòu)件管理、數(shù)據(jù)管理、軟件健康管理功能，支持應(yīng)用功能的動態(tài)部署可重構(gòu)、負載均衡的任務(wù)調(diào)度和運行狀態(tài)的實時監(jiān)測；所述軟總線為系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化通信協(xié)議，基于發(fā)布/訂閱機制，符合DDS標(biāo)準(zhǔn)，為系統(tǒng)各功能構(gòu)件提供異步的數(shù)據(jù)讀寫服務(wù)，支持構(gòu)件進行插接式集成，支持構(gòu)件間一對多、多對一、多對多的數(shù)據(jù)通信，支持功能構(gòu)件的動態(tài)加載、即插即用；所述中間件層包含計算中間件和通信中間件，中間件對底層硬件平臺的計算指令集、通信協(xié)議的硬件細節(jié)進行統(tǒng)一設(shè)計與封裝，為上層提供標(biāo)準(zhǔn)接口服務(wù)，實現(xiàn)系統(tǒng)軟硬件解耦；所述基礎(chǔ)軟件包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、硬件設(shè)備支持包等底層軟件，對應(yīng)用層提供基本功能服務(wù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開放式旋轉(zhuǎn)機械監(jiān)測平臺，其特征在于：所述IPMI采用實時的平臺管理架構(gòu)，使得信息處理平臺能夠根據(jù)計算環(huán)境快速構(gòu)建不同處理模式的開放式實時綜合處理系統(tǒng)；實現(xiàn)對多種傳感器信息進行分布式高速數(shù)據(jù)處理融合和計算管理，同時具有較高的系統(tǒng)可靠性、可維護性和環(huán)境適應(yīng)性。