传统电气设备在线监测采用有线连接方式，施工复杂，成本高。本方案利用了无线物联网在设备厂中的优势，在综合考虑网络结构功耗、运行稳定以及组建成本的前提下，采用NB-IOT无线传感器网络来进行构建，设计了在线监测系统的软硬件方案与流程。该设计克服了布线麻烦、维护不方便等困难，提高了系统应用的灵活性。

1.方案框架：

本系统架构主要包括传感器、NB-IoT技术、人机界面等。利用智能NB-IoT传感器进行振动和温度数据采集，通过物联网卡与公共基站通信，把设备的温度和振动特性等数据传送到公共网络，然后通过厂内4G网络交换机上传到厂内服务器，最终数据收集汇聚在监测系统平台，进行数据管理和分析。此方案采用了无线传输，无需布线，无需自建私有基站，不仅节约了布线成本，同时也减少了线路的维护费用。

2、设备硬件选择： 

智能NB-IOT无线温振复合传感器

NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。本传感器方面，主要特点如下：

（1）功耗低——内置低功耗算法，休眠电流＜10uA，据估算利用一节ER26500锂亚电池，可在特征值传输频率每小时1次的情况下连续工作长达2年以上。

（2）时延短——通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短，时延可达us级别。

（3）网络容量大——海量入网，无需网关，覆盖超强，满足地广人稀和地下应用。

（4）通讯指示灯功能——传感器主动上传数据，同时具有通讯指示灯闪烁指示功能，便于工程人员调试、检测和现场部署。

（5）15维特征值——可在原来三轴加速度峰值、三轴速度有效值、三轴位移峰峰值的基础上增加了加速度有效值、歪度、歪度指标、方差、裕度因子、波峰因子、峭度、峭度指标、脉冲因子、谱方差、谱均值和谱有效值，总共15维振动特征值（可按照客户需求拓展）；丰富了设备振动状态的参数，大大增加了用户评价在测设备的振动状态的手段，为更好的进行设备智能运维提供了依据。

（6）NB-IOT网络参数可设——内置物联网卡，可直接接入公网，可根据需求设置上传服务器地址和端口号，使用更加灵活便捷。

（7）NB-IOT 信号强度检测——数据上传自带信号强度检测功能，方便区分厂区信号强弱位置，方便用户根据现场的环境调整部署位置，使数据传输更加可靠通畅。

（8）采样频率和波形长度可设——可根据需求设定不同采样率和波形长度；丰富了传感器的应用场景，既可以用于检测高达60000转/分钟的设备的振动状态，也可以用于检测600转/分钟的低转速设备的振动状态。

（9）振动频率检测——传感器可以直接输出在测设备振动频率参数，通过振动频率可以直接换算出旋转类设备的转速。一个传感器多种用途，为用户节省成本。

（10）倾角测量功能——内置6轴融合倾角算法，传感器能够测量自身的安装角度，不仅适用于静止状态，设备在振动状态同样精准。用户可以根据传感器的安装角度结合振动数据，综合分析在测设备的振动状态。

（11）独特外观结构——小体积、低质量、多种安装方式、内置板载天线高可靠性。外形体积65.5mm*65.5mm*70mm，产品质量约280克，可采用磁吸、螺栓、胶粘等多种安装方式，无论安装空间还是安装灵活性上，都极大方便现场安装部署，节约部署成本，内置天线，避免设备长期振动而导致天线脱落的风险。

（12）可靠性高——采用了完全确认的数据传输模式， 每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息，如果传输过程中出现问题可以进行重发。

（13）安全性高—— 提供了基于循环冗余校验(CRC)的数据包完整性检查功能, 采用了加密算法,各个应用可以灵活确定其安全属性。

（14）本安防爆——传感器按照本安防爆的要求修改完善硬件设计，取得本安防爆证书，可以应用于油田、化工、煤炭等具有防爆要求的场所。

总体来讲，传感器内置智能FFT频谱分析算法，既能采集加速度原始数据，又能计算出频率等频域参数；采用低功耗算法，实现电池供电长期工作；采用高能量锂亚电池供电；外壳采用高强度合金和工程塑料，适应高温强振的恶劣工业现场。本产品作为物联网传感器节点，本产品主要应用于大面积组网，实现长期在线监测。

3、应用场景