一种远程采集与储存风机齿轮箱声音的装置

本技术属于无线通信，具体地说，是涉及一种远程采集与储存风机齿轮箱声音的装置。

背景技术：

1、风力发电是可再生能源领域中应用最广泛和发展最快的发电方式之一，而且全球范围内可利用的风能分布广泛、蕴藏量巨大。2030年我国风电、太阳能发电总装机容量要达到12亿千瓦以上，加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系，而齿轮箱发生故障会造成风机停机，带来巨大的经济损失。

2、近年来，基于声信号的故障检测技术因其低成本、低功耗、抗干扰性强等优点迅速发展，已被应用于多个领域，包括野外生物的密度检测和水声信号等。近年来也被应用于风机故障检测领域，但风机塔筒高达80—100m,采集难度较大，目前多采用人工使用录音设备的方式进行采集，这种采集方式无法对声音进行全天候、不间断、长时间采集，甚至对人的生命安全造成威胁。

3、随着wlan、zigbee、蓝牙等无线通讯技术越来越成熟，越来越多的物联网产品数据传输变得方便快捷，但是wlan和zigbee、蓝牙的信号传输距离短，部署较为困难，无法满足广域通讯的目的。基于4g技术的远程采集与存储声音的设备采用4g技术，可以同时满足距离远、易部署、低功耗的要求。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种远程采集与储存风机齿轮箱声音的装置，主要解决远距离采集和传输风机齿轮箱声音的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

3、一种远程采集与储存风机齿轮箱声音的装置，包括微处理模块，以及与微处理器模块相连的无线模块、采集模块、存储模块和电源模块；所述采集模块包括型号为vs1053b的采集芯片u2，与采集芯片u2相连的时钟晶振电路、音频采集电路及电源接口电路；所述音频采集电路包括两端经电容c21和电容c24连接至采集芯片u2的micp引脚和micn引脚的mic，串联后一端与电容c21和mic的公共端相连且另一端接数字电源avdd的电阻r6、r7，串联后一端与电容c21和mic的公共端相连且另一端接地的电容c23、电阻r8和电阻r10，一端与电阻r6、r7的公共端相连且另一端接地的电容c14，一端与电阻r6、r7的公共端相连且另一端与电阻r8、电阻r10的公共端相连的电容c17，与采集芯片u2的micp引脚相连且另一端接地的电容c33，与采集芯片u2的line2引脚相连且另一端接地的电容c32，串联后一端与采集芯片u2的micp引脚相连的电阻r13、电容c30，串联后一端与采集芯片u2的line2引脚相连的电阻r14、电容c31，以及两个端口分别连接至串联后的电阻r13、电容c30一端和串联后的电阻r14、电容c31的一端的phone，其中，phone的第3端接地。

4、进一步地，在本实用新型中，所述时钟晶振电路包括两端连接至采集芯片u2的xtal1引脚和xtal2引脚的晶振y1，并联于晶振y1两端的电阻r4，串联后并联于电阻r4两端的电容c15、电容c16，以及一端连接于采集芯片u2的gpio0引脚和gpio1引脚且另一端接地的电阻r5；其中，电容c15、电容c16的公共端接地。

5、进一步地，在本实用新型中，所述电源接口电路包括并联后一端连接至采集芯片u2的avdd引脚且另一端经电容c22连接至采集芯片u2的rcap引脚的电容c18、电容c19和电容c20；并联后一端连接至采集芯片u2的cvdd引脚且另一端接地的电容c7、电容c8、电容c9、电容c10；并联后一端连接至采集芯片u2的iovdd引脚且另一端接地的电容c1、电容c28、电容c3；连接于采集芯片u2的iovdd引脚和rx引脚之间的电阻r2，以及一端与采集芯片u2的iovdd引脚相连且另一端接vcc3.3的电阻r1；其中，电容c18、电容c19和电容c20并联后一个公共端接数字电源avdd、另一个公共端接地。

6、进一步地，在本实用新型中，所述无线模块采用4g通信模块，包括型号为esp12-f的4g芯片u3，一端与4g芯片u3的gpio15引脚相连且另一端接地的电阻r18，一端与4g芯片u3的gpio15引脚相连且另一端接vcc3.3的电阻r19，一端与4g芯片u3的vcc引脚相连且另一端接地的电容c39，正极与4g芯片u3的vcc引脚相连且负极接地的电解电容c40，一端与4g芯片u3的ch_pd引脚相连且另一端接vcc3.3的电阻r20，以及一端与4g芯片u3的reset引脚相连且另一端接vcc3.3的电阻r21；其中，4g芯片u3的vcc引脚接vcc3.3。

7、进一步地，在本实用新型中，所述存储模块包括存储芯片u4，一端对应连接于存储芯片u4的data2引脚、data3引脚、cmd引脚、data0引脚、data1引脚的电阻r22、电阻r24、电阻r25、电阻r26、电阻r27，以及一端与电阻r22、电阻r24、电阻r25、电阻r26、电阻r27的另一端均相连且另一端接地的电容c45；其中，电阻r22、电阻r24、电阻r25、电阻r26、电阻r27与电容c45相连的一端还连接vcc3.3。

8、进一步地，在本实用新型中，所述电源模块由第一降压模块和第二降压模块构成；所述第一降压模块包括稳压芯片u5，并联后接稳压芯片u5输入端并接地的高频滤波电容c25和低频滤波电容c27；并联后接稳压芯片u5输出端并接地的电容c28和电解电容c26，与电解电容c26的正极相连的电阻r11，以及一端与电阻r11的另一端相连且另一端接地的电容c29；其中，稳压芯片u5输入端接入vcc5v，电解电容c26的正极接vcc3.3，电阻r11、电容c29的公共端为avdd端口；

9、所述第二降压模块u6包括稳压芯片u6，并联后接稳压芯片输入端并接地的高频滤波c34和低频滤波c36，以及并联后接稳压芯片输出端并接地的高频滤波c35和低频滤波c37；其中，稳压芯片u6输入端接入vcc5v，稳压芯片u6的输出端为cvdd接口；其中，所述稳压芯片u5、u6的型号为ams1117-3.3。

10、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

11、本实用新型采集的声音信号的的传输采用4g无线传输技术，信号传输距离远；大大的减少了在采集风机齿轮箱声信号过程中人员的参与，减少在机舱的值守时间。

技术特征：

1.一种远程采集与储存风机齿轮箱声音的装置，其特征在于，包括微处理模块，以及与微处理器模块相连的无线模块、采集模块、存储模块和电源模块；所述采集模块包括型号为vs1053b的采集芯片u2，与采集芯片u2相连的时钟晶振电路、音频采集电路及电源接口电路；所述音频采集电路包括两端经电容c21和电容c24连接至采集芯片u2的micp引脚和micn引脚的mic，串联后一端与电容c21和mic的公共端相连且另一端接数字电源avdd的电阻r6、r7，串联后一端与电容c21和mic的公共端相连且另一端接地的电容c23、电阻r8和电阻r10，一端与电阻r6、r7的公共端相连且另一端接地的电容c14，一端与电阻r6、r7的公共端相连且另一端与电阻r8、电阻r10的公共端相连的电容c17，与采集芯片u2的micp引脚相连且另一端接地的电容c33，与采集芯片u2的line2引脚相连且另一端接地的电容c32，串联后一端与采集芯片u2的micp引脚相连的电阻r13、电容c30，串联后一端与采集芯片u2的line2引脚相连的电阻r14、电容c31，以及两个端口分别连接至串联后的电阻r13、电容c30一端和串联后的电阻r14、电容c31的一端的phone，其中，phone的第3端接地。

2.根据权利要求1所述的一种远程采集与储存风机齿轮箱声音的装置，其特征在于，所述时钟晶振电路包括两端连接至采集芯片u2的xtal1引脚和xtal2引脚的晶振y1，并联于晶振y1两端的电阻r4，串联后并联于电阻r4两端的电容c15、电容c16，以及一端连接于采集芯片u2的gpio0引脚和gpio1引脚且另一端接地的电阻r5；其中，电容c15、电容c16的公共端接地。

3.根据权利要求2所述的一种远程采集与储存风机齿轮箱声音的装置，其特征在于，所述电源接口电路包括并联后一端连接至采集芯片u2的avdd引脚且另一端经电容c22连接至采集芯片u2的rcap引脚的电容c18、电容c19和电容c20；并联后一端连接至采集芯片u2的cvdd引脚且另一端接地的电容c7、电容c8、电容c9、电容c10；并联后一端连接至采集芯片u2的iovdd引脚且另一端接地的电容c1、电容c28、电容c3；连接于采集芯片u2的iovdd引脚和rx引脚之间的电阻r2，以及一端与采集芯片u2的iovdd引脚相连且另一端接vcc3.3的电阻r1；其中，电容c18、电容c19和电容c20并联后一个公共端接数字电源avdd、另一个公共端接地。

4.根据权利要求3所述的一种远程采集与储存风机齿轮箱声音的装置，其特征在于，所述无线模块采用4g通信模块，包括型号为esp12-f的4g芯片u3，一端与4g芯片u3的gpio15引脚相连且另一端接地的电阻r18，一端与4g芯片u3的gpio15引脚相连且另一端接vcc3.3的电阻r19，一端与4g芯片u3的vcc引脚相连且另一端接地的电容c39，正极与4g芯片u3的vcc引脚相连且负极接地的电解电容c40，一端与4g芯片u3的ch_pd引脚相连且另一端接vcc3.3的电阻r20，以及一端与4g芯片u3的reset引脚相连且另一端接vcc3.3的电阻r21；其中，4g芯片u3的vcc引脚接vcc3.3。

5.根据权利要求4所述的一种远程采集与储存风机齿轮箱声音的装置，其特征在于，所述存储模块包括存储芯片u4，一端对应连接于存储芯片u4的data2引脚、data3引脚、cmd引脚、data0引脚、data1引脚的电阻r22、电阻r24、电阻r25、电阻r26、电阻r27，以及一端与电阻r22、电阻r24、电阻r25、电阻r26、电阻r27的另一端均相连且另一端接地的电容c45；其中，电阻r22、电阻r24、电阻r25、电阻r26、电阻r27与电容c45相连的一端还连接vcc3.3。

6.根据权利要求5所述的一种远程采集与储存风机齿轮箱声音的装置，其特征在于，所述电源模块由第一降压模块和第二降压模块构成；所述第一降压模块包括稳压芯片u5，并联后接稳压芯片u5输入端并接地的高频滤波电容c25和低频滤波电容c27；并联后接稳压芯片u5输出端并接地的电容c28和电解电容c26，与电解电容c26的正极相连的电阻r11，以及一端与电阻r11的另一端相连且另一端接地的电容c29；其中，稳压芯片u5输入端接入vcc5v，电解电容c26的正极接vcc3.3，电阻r11、电容c29的公共端为avdd端口；

技术总结
本技术公开了一种远程采集与储存风机齿轮箱声音的装置，主要解决远距离采集和传输风机齿轮箱声音的问题。该装置包括微处理模块，以及与微处理器模块相连的无线模块、采集模块、存储模块和电源模块。本技术采集的声音信号的的传输采用4G无线传输技术，信号传输距离远；大大的减少了在采集风机齿轮箱声信号过程中人员的参与，减少在机舱的值守时间。

技术研发人员：李亚男,宗哲英,王健,王帅,苑文博,班泽宇
受保护的技术使用者：内蒙古农业大学
技术研发日：20240105
技术公布日：2024/9/19