大家好，我是【廣州工控傳感★科技】傳感器事業(yè)部，張工。

從有線傳感器到無線傳感器的推動(dòng)，

帶大家詳細(xì)了解狀態(tài)監(jiān)測(cè)行業(yè)中將傳感器需求從有線推向無線的四大主因。

旋轉(zhuǎn)設(shè)備基資產(chǎn)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)是一種管理工廠可靠性和安全性的方法，經(jīng)數(shù)十年實(shí)踐證明行之有效。 振動(dòng)檢測(cè)是其中的主要部分。傳統(tǒng)上，加速度傳感器安裝在機(jī)器上，通過硬連接方式接回中央機(jī)械保護(hù)系統(tǒng)（例如振動(dòng)監(jiān)視器）。這種技術(shù)雖然可靠，但價(jià)格昂貴，因此通常用于大型旋轉(zhuǎn)機(jī)器，如蒸汽渦輪機(jī)或大型燃燒（氣體）渦輪機(jī)這類對(duì)工廠運(yùn)營“至關(guān)重要”的機(jī)器。

而對(duì)于不太重要的資產(chǎn)（即所謂的配套設(shè)備），如離心泵和壓縮機(jī)等，安裝這類狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)案例則少之又少。然而，在某些情況下，這些機(jī)器的可用性對(duì)工廠的安全可靠運(yùn)行亦非常重要，不能有絲毫損失。為此，需要經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的狀態(tài)監(jiān)視器配套設(shè)備。
行業(yè)推動(dòng)力

塑造這一市場(chǎng)空間的推動(dòng)力至少有四個(gè)：

推動(dòng)力1：工廠運(yùn)營者對(duì)于以經(jīng)濟(jì)實(shí)惠價(jià)格獲取數(shù)據(jù)的需求日益增長

隨著數(shù)字化進(jìn)程不斷發(fā)展，一條經(jīng)驗(yàn)變得明晰起來，那就是：對(duì)于數(shù)據(jù)的需求是永無止境的。但是，必須以經(jīng)濟(jì)可行的方式提供這些數(shù)據(jù)。工廠資產(chǎn)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)也不例外。

傳統(tǒng)安裝需要將一條多導(dǎo)線屏蔽電纜連接到安裝在機(jī)器上的傳感器，然后再一路連接回中央機(jī)械保護(hù)系統(tǒng)。電纜的總長度可能長達(dá)上百米。每個(gè)傳感器都需要這樣連接。多個(gè)傳感器所需的電纜長度則會(huì)達(dá)到數(shù)千米。此外，為了滿足國家電氣規(guī)范 和當(dāng)?shù)毓S要求，通常需要將從機(jī)器上的傳感器接出的電纜的開頭若干米裝在導(dǎo)管內(nèi)。接回到中心站的其余電纜通常捆束在較大的導(dǎo)管或電纜盤中。所有這些都增加了人力物力成本，而且不易擴(kuò)展。

無線傳感器解決了這個(gè)問題。無線網(wǎng)關(guān)硬接線回中心站。但是，多個(gè)無線傳感器由一個(gè)網(wǎng)關(guān)處理，因此不再需要在機(jī)器上使用電纜和導(dǎo)管?，F(xiàn)在，從網(wǎng)關(guān)返回中心站的單個(gè)電纜承載著來自多個(gè)傳感器而不是一個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)。這種架構(gòu)易于擴(kuò)展，因?yàn)榫W(wǎng)關(guān)可以處理額外的無線傳感器，或者可以安裝額外的網(wǎng)關(guān)，來容納額外的兩到三倍的傳感器，而在相同成本下傳統(tǒng)方式無法完成這一任務(wù)。

推動(dòng)力2：持續(xù)電氣化顯著提高了電池性能

無線傳感器顯然需要電池才能正常工作。利用無線傳感器是成功還是失敗的最重要因素是電池性能。頻頻更換電量用盡的電池不僅偏離了使用無線傳感器的經(jīng)濟(jì)目的，更不用說在傳感器斷電時(shí)的數(shù)據(jù)丟失了。

直到最近，電池性能的技術(shù)改進(jìn)才跟上電子領(lǐng)域的其他性能改進(jìn)的步伐。運(yùn)輸部門（電動(dòng)汽車）和空中無人機(jī)的電氣化推進(jìn)大大降低了電池成本和提高了電池性能。鋰電池仍然是無線應(yīng)用的最佳技術(shù)和首選電源，且其價(jià)格已大幅下降，從2010年的每千瓦時(shí)1200美元左右降到了現(xiàn)在的每千瓦時(shí)約175美元。開電動(dòng)車比開汽油車更便宜的日子已不遙遠(yuǎn)。隨著電池續(xù)航時(shí)間延長，使用無線傳感器變得經(jīng)濟(jì)可行。從每隔數(shù)月?lián)Q一次電池，到每隔一年、兩年甚至更長時(shí)間換一次，無線傳感器的運(yùn)行成本陡然間已具有了可與有線傳感器競爭的能力。

推動(dòng)力 3：物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 興起提升了數(shù)字無線電性能

數(shù)字設(shè)備的性能大約每隔18個(gè)月翻一倍（這稱為“摩爾定律”）。這一預(yù)測(cè)通常是正確的，從我們現(xiàn)在的手機(jī)或可穿戴設(shè)備（如智能手表）擁有的巨大計(jì)算能力就可見一斑。這實(shí)現(xiàn)了邊緣計(jì)算，使我們可以在網(wǎng)絡(luò)末端（網(wǎng)絡(luò)“邊緣”）或接近網(wǎng)絡(luò)末端的地方處理數(shù)據(jù)，而不是將原始形式的數(shù)據(jù)發(fā)送回中心站進(jìn)行處理。

對(duì)于無線加速度傳感器，一個(gè)可能顯而易見的邊緣計(jì)算應(yīng)用便是在傳感器自身上計(jì)算采樣振動(dòng)波形的 FFT（快速傅立葉變換）。在傳統(tǒng)系統(tǒng)中，原始振動(dòng)波形會(huì)被發(fā)送到中心站（作為模擬信號(hào)），并在那里計(jì)算FFT。有了邊緣計(jì)算后，可以直接在傳感器中計(jì)算 FFT，然后將處理的數(shù)據(jù)發(fā)回。原始振動(dòng)信號(hào)不再被發(fā)回，減少了帶寬開銷和電池耗電量。但這只是一個(gè)簡單的例子。最終，更多計(jì)算可以在傳感器上完成。借助適當(dāng)?shù)?a href="http://www.brongaenegriffin.com/v/tag/2562/" target="_blank">算法，傳感器可以“了解”它所在的機(jī)器，了解機(jī)器何時(shí)運(yùn)行得好，何時(shí)運(yùn)行得不好。用于構(gòu)建真正智能化的狀態(tài)監(jiān)測(cè)加速度傳感器的構(gòu)造塊已到位。