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振动传感节点与TinyML轴承预警实验

旋转设备的轴承故障常从微弱振动特征开始,人工巡检难以捕捉早期信号。智能硬件实验室近期围绕“低成本传感 + 端侧推理”开展了一轮实验性探索,验证 TinyML 在资源受限硬件上的可行性。

我们在自建试验台上部署了基于 MEMS 加速度计的无线振动节点,采样率 6.4kHz,经 BLE 网关汇聚数据;同时在 MCU 端移植轻量级推理框架,实现特征提取与分类的一体化部署。

阶段性进展:

  • 覆盖正常、轴承外圈损伤、不对中、转子不平衡四类工况,累计采集约 40 小时数据;时频特征结合 1D-CNN 小模型在测试集上分类准确率约 92%,模型体积 85KB,单次推理耗时 30ms 以内。
  • 功耗测试显示,节点在间歇采样模式下续航约 3 个月,可满足按季度巡检周期的部署需求。

下一步计划:将节点迁移至合作工厂的循环水泵进行为期 8 周的现场验证,重点观察车间电磁干扰与负载波动对误报率的影响,并据此调整报警阈值与采样调度策略。

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