创新成果|北大信研院实时智能计算实验室“基于智能边缘计算平台的振动检测解决方案”荣获浙江省新基建应用场景创新大赛领域一等奖

来源:AIIT发布日期:2021-01-28

60349a384c061.png

日前,浙江省新基建应用场景创新大赛开赛,经自由申报,初赛选拔,复赛评审等环节,北大信研院实时智能计算实验室“基于智能边缘计算平台的振动检测解决方案”项目荣获大赛工业互联网领域一等奖。此前,该项目参加上海工博会已荣获优秀展品奖。

新基建应用场景创新大赛聚焦应用场景的挖掘创新,旨在构建开放融合、创新协同的生态圈,打造未来场景“空间站”,以应用带动集成,推动成果转化落地、产品集成创新和融合应用。

60349a75bb89a.png

基于智能边缘计算平台的振动检测解决方案

60349aaf16949.png

——产品介绍——

基于智能边缘计算平台的振动检测解决方案主要通过振动信息实时监测工业设备的运行状况,发现并汇报异常。该解决方案利用人工智能算法和自动化部署,针对传统工厂设备监测及健康管理、故障诊断等智能需求,对工业设备安装振动监测装置以实现智能自动化。振动检测装置无源无线,便于部署。

60349af89662d.png

——关键技术——

利用深度学习神经网络与自学习算法,以及全流程算法部署,使用过程中无需人为干预,降低使用门槛。同时,低功耗,低成本,应用场景广。具体而言,该产品攻克了以下4大关键技术。

关键技术1:振动检测装置

·振动传感器采集振动数据,将模拟信号转为数字信号,经过神经网络加速单元的推断输出推理结论;

·通过无线通信与智能边缘计算平台进行数据传输,包括推理结果,权重更新数据,收集的数据等;

·在低功耗FPGA芯片中实现长短期记忆网络LSTM算法的加速;

·模型吞吐量达5000数据点每秒,处于业界领先水平。

60349b3048389.png

关键技术2:智能边缘计算平台

·兼容多种组网协议;

·异构计算,硬件加速;

·边缘端实时处理数据;

·一键部署。

60349b56886e6.png

关键技术3:基于智能边缘计算平台的全流程算法部署

·设备端和服务端之间使用MQTT协议,减少设备和服务之间的耦合性,可拓展支持更多设备;

·后端服务在部署时使用了Docker技术,减少运维的复杂度;

·手机APP采用了Flutter框架,具有良好的跨平台特性,可做到一次开发同时适用于移动、网页和桌面等多种场景。

60349b7f8f864.png

关键技术4:基于深度学习的异常振动检测算法(在线训练)

·边缘端安装异常检测装置,获取传感器加速度数据;

·原始数据经过LSTM模型训练数据;

·得到训练模型,并通过训练模型预测序列;

·归一化,滑动加权平均(EMA);

·设置阈值判断数据是否异常。

60349baab3ab8.png

技术优势

该项目拥有多项技术优势:

·利用深度学习神经网络与自学习算法,以及全流程算法部署,使用过程中无需人为干预,降低使用门槛;

·设计FPGA加速器实现低功耗实时数据处理,低延迟,对通信带宽要求低;

·具备边缘计算能力,在边缘端完成部分数据分析与处理;

·支持多种物联网无线数据传输协议。

目前,该项目已申请相关专利5项,原型产品包装设计完成,该装置已在多种不同的设备,多种场景下进行测试,效果良好。我们正在积极寻找厂家合作,进行商业化应用。

关闭
返回
打印