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1、無線傳輸技術(shù)概況
無線傳輸是指利用無線技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N方式。無線傳輸和有線傳輸是對(duì)應(yīng)的。隨著無線技術(shù)的日益發(fā)展，無線傳輸技術(shù)應(yīng)用越來越被各行各業(yè)所接受。不同的通信技術(shù)有著不同的特點(diǎn)，也各有適合自己的應(yīng)用場景。較早期的無線傳輸技術(shù)，如WiFi、ZigBee和Z-Wave，通信傳輸距離不遠(yuǎn)，在智能家居領(lǐng)域，必須再加裝訊號(hào)加強(qiáng)的天線或中繼站。若是要滿足較遠(yuǎn)距離可靠傳輸，LPWAN技術(shù)顯然能大幅縮減搭建成本，只要幾個(gè)機(jī)站就能覆蓋大面積的范圍；以電池作為電力來源，讓傳感器的安裝步驟更簡易。目前最受關(guān)注的LPWAN技術(shù)分別是LoRa、Sigfox和NB-IoT。
2、LoRa技術(shù)概況
LoRa為Long Range的縮寫，為低功耗廣域網(wǎng)通信技術(shù)的一種，Semtech公司于2013年發(fā)布的超長距離低功耗數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。以往，在LPWAN產(chǎn)生之前，似乎只能在遠(yuǎn)距離以及低功耗兩者之間做取舍。而LoRa無線技術(shù)的出現(xiàn)，改變了關(guān)于傳輸距離與功耗的折中考慮方式，不僅可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸，并且同時(shí)兼具低功耗、低成本的優(yōu)點(diǎn)。
LoRa的網(wǎng)絡(luò)形成如圖１所示，遠(yuǎn)距節(jié)點(diǎn)可以透過多臺(tái)網(wǎng)關(guān)（gateways）與后端網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器連接，將數(shù)據(jù)上傳后送至云端或服務(wù)器上。但是對(duì)于長距離，低功耗，只有少量數(shù)據(jù)需要傳輸?shù)膽?yīng)用場景，目前還沒有能更滿足上述需求的無線通信技術(shù)，這也就是LoRa技術(shù)誕生的原因。
3、無線振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)
無線振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)主要振動(dòng)傳感器、溫度傳感器、數(shù)據(jù)處理模塊、無線收發(fā)模塊、基站通信模塊、計(jì)算機(jī)等組成。如圖２所示。
本設(shè)計(jì)系統(tǒng)以mems微機(jī)電類型的三軸加速度傳感器為重點(diǎn)，附加溫度傳感器，利用LoRa通信協(xié)議，將現(xiàn)場多個(gè)傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送至中間基站點(diǎn)，中間基站點(diǎn)利用4G通信方式，將數(shù)據(jù)上傳至云端或者服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析，跟蹤設(shè)備狀態(tài)。
lora無線溫振一體傳感器即傳感器的采集時(shí)間，采集方式完全有主機(jī)通過命令實(shí)現(xiàn)。其主要特點(diǎn)是：傳感器平時(shí)處在低功耗狀態(tài)、傳感器可以隨時(shí)響應(yīng)遠(yuǎn)程主機(jī)控制命令、傳感器可采集特征值或者原始加速度數(shù)據(jù) lora 技術(shù)，提高了傳輸速率多振動(dòng)（或者配合電流電壓等）傳感器同步采集功能
技術(shù)參數(shù)：
精度在 1ms 以內(nèi)。
加速度 0Hz～1KHz；
速度 1Hz～1KHz；
位移 1Hz～1KHz；
采樣速率 32Hz～4kHz 可設(shè)定；
采樣分辨率 20bit，最高可達(dá) 3.9ug 分辨率
測量通道： 3 軸；
溫度測量-40℃ ～ 85℃，測量精度±0.5℃；
LORA 433MHz 免費(fèi)頻段；
建筑物內(nèi)傳輸有效距離>3000m（視距）；
三軸加速度值（±8G）；
三軸速度值(0-500mm/s)；
三軸位移值(0-10mm)；
三軸頻譜最高頻率以及幅度值
電池電壓、低電壓報(bào)警；
三軸重力矢量或傾斜度（可判斷傳感器位置是否有移動(dòng)）；
加速度時(shí)間波形（根據(jù)云端命令發(fā)送）
電池容量：電池單節(jié) 1 號(hào)鋰亞電池（電量 19000mA/H）。
也可以選擇 12V~24V 供電版本。
電池壽命：按 30 分鐘上報(bào)一次 > 3 年；
防護(hù)等級(jí)：IP67，表面耐腐蝕；
安裝方式：磁吸座/M8 螺紋/膠粘安裝可選；
振動(dòng)分析方法作為滾動(dòng)軸承故障診斷的重要手段之一，在物聯(lián)網(wǎng)不斷推進(jìn)的大背景下，也將有更多無線傳輸方式不斷涌出，LoRa技術(shù)作為一種新型傳輸方式，在本設(shè)計(jì)中體現(xiàn)了其穩(wěn)定性、傳輸距離遠(yuǎn)等較多優(yōu)勢，同時(shí)，面對(duì)具體環(huán)境與設(shè)備布局時(shí)，需要通過不同的調(diào)整，最終來適應(yīng)不同的設(shè)備需求，要完全適應(yīng)于不同行業(yè)、不同環(huán)境的監(jiān)測系統(tǒng)還有一段路要走 。
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