基于ZigBee的液壓平板大件重力與重心實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種監(jiān)測裝置，具體為基于ZigBee的液壓平板大件重力與重心實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]液壓平板車是一種機(jī)電液一體化，對強(qiáng)度和剛度要求都相當(dāng)高的大型工程運(yùn)輸機(jī)械，且大型平板要與超大型液壓支架相配套。液壓平板車的整體監(jiān)控系統(tǒng)采用基于CAN總線的有線方式的分布式控制系統(tǒng)?；贑AN總線的液壓平板車負(fù)載重力和重心監(jiān)控系統(tǒng)的線路繁瑣及易老化，且在車內(nèi)通信中，要求數(shù)據(jù)內(nèi)容正確，通信及時(shí)、序列一致，在CAN總線中均有所設(shè)計(jì)，但仍存在不一致性、不可預(yù)測性、信道出錯(cuò)堵塞等漏洞。
[0003]類似的，在“工程機(jī)械液壓系統(tǒng)在線監(jiān)測”中，主要有三個(gè)部分組成:在線傳感器、信號(hào)采集單元和中心處理單元，所使用的也是CAN總線。根據(jù)所選擇的監(jiān)測參數(shù)和安裝傳感器，信號(hào)采集單元負(fù)責(zé)傳感器信號(hào)的調(diào)理、采集及某些信號(hào)，主要是振動(dòng)信號(hào)和動(dòng)態(tài)壓力信號(hào)的特征提取，將信號(hào)發(fā)送給中心處理單元，同時(shí)在系統(tǒng)初始化時(shí)對傳感器進(jìn)行標(biāo)定、校準(zhǔn)和故障識(shí)別。中心處理單元主要負(fù)責(zé)對個(gè)采集對個(gè)采集單元發(fā)送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，判斷系統(tǒng)所處的狀態(tài)，發(fā)出局部級(jí)或系統(tǒng)級(jí)報(bào)警信號(hào)，提醒操作人員注意或采取相應(yīng)措施。中心處理單元多是大型的PC機(jī)，需要專門的看護(hù)人員，且傳感器數(shù)量多時(shí)，需要CAN總線也會(huì)很密集，CAN總線自身的繁瑣、易腐蝕的特點(diǎn)，也會(huì)給監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性帶來挑戰(zhàn)，而且在車內(nèi)通信要求的數(shù)據(jù)內(nèi)容正確和通信及時(shí)、序列一致兩點(diǎn)中，CAN總線中雖然均有所設(shè)計(jì)，但仍存在著不一致性、不可預(yù)測性、信道出錯(cuò)堵塞等漏洞。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對上述技術(shù)問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡潔、通訊通暢的液壓平板大件重力與重心實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)。
[0005]具體技術(shù)方案為:
[0006]基于ZigBee的液壓平板大件重力與重心實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，包括壓力傳感采集模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、MCU控制電路、鋰電池、ZigBee發(fā)送模塊、ZigBee接收模塊、無線通信模塊、手持終端、嵌入式終端和報(bào)警模塊，所述的壓力傳感采集模塊連接液壓油缸下端，另一端連接AD轉(zhuǎn)換模塊，所述的AD轉(zhuǎn)換模塊、鋰電池和ZigBee發(fā)送模塊分別與MCU控制電路連接；所述的ZigBee接收模塊通過無線通信模塊對手持終端數(shù)據(jù)通訊連接，ZigBee接收模塊同時(shí)與嵌入式終端數(shù)據(jù)通訊連接，嵌入式終端與報(bào)警模塊連接。
[0007]壓力傳感采集模塊，負(fù)責(zé)采集液壓油缸壓力信號(hào)并發(fā)送AD轉(zhuǎn)換模塊；
[0008]AD轉(zhuǎn)換模塊將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)傳給MCU控制電路；
[0009]MCU控制電路獲得了數(shù)字信號(hào)后，進(jìn)行處理后傳輸?shù)絑igBee發(fā)送模塊；
[0010]鋰電池對MCU控制電路供電；
[0011]ZigBee發(fā)送模塊發(fā)送數(shù)字信號(hào)；
[0012]ZigBee接收模塊接收數(shù)字信號(hào)后通過無線通信模塊傳輸?shù)绞殖纸K端；同時(shí)ZigBee接收模塊將數(shù)據(jù)輸送到嵌入式終端；
[0013]嵌入式終端顯示出重力大小，并將重心坐標(biāo)位置和預(yù)先設(shè)定的重心允許裝載區(qū)坐標(biāo)進(jìn)行對比，當(dāng)重心位置偏離裝載區(qū)域時(shí)，向報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警指令。
[0014]本實(shí)用新型提供的基于ZigBee的液壓平板大件重力與重心實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，通過對液壓平板車各組液壓油缸處數(shù)據(jù)的采集檢測，采用力學(xué)平衡原理方法計(jì)算大件重力大小和重心位置，采用的ZigBee接收模塊可以分時(shí)快速接收ZigBee發(fā)送模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)，解決了 CAN總線中信道出錯(cuò)堵塞等漏洞、線路繁瑣，線路易老化等問題。手持終端設(shè)備相比于大型測量儀，屬于便攜式可移動(dòng)設(shè)備，大大縮短了現(xiàn)場人員的工作時(shí)間。運(yùn)用所測得重心位置，不僅確定了允許裝載區(qū)，還可以在運(yùn)輸過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測重心位置的變化，提高了大件運(yùn)輸?shù)陌踩浴?br>【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]結(jié)合【附圖說明】本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，如圖1所示，基于ZigBee的液壓平板大件重力與重心實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，包括壓力傳感采集模塊1、AD轉(zhuǎn)換模塊201、MCU控制電路202,ZigBee發(fā)送模塊203、鋰電池204、ZigBee接收模塊3、無線通信模塊4、手持終端5、嵌入式終端6和報(bào)警模塊7，所述的壓力傳感采集模塊I連接液壓油缸8下端，另一端連接AD轉(zhuǎn)換模塊201，所述的AD轉(zhuǎn)換模塊201、ZigBee發(fā)送模塊203和鋰電池204分別與MCU控制電路202連接；所述的ZigBee接收模塊3通過無線通信模塊4對手持終端5進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，ZigBee接收模塊3同時(shí)與嵌入式終端6進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，嵌入式終端6與報(bào)警模塊7連接。
[0017]當(dāng)平板車裝載或者運(yùn)輸大件時(shí)，液壓油缸8由于支撐作用會(huì)使連接其下端的變阻式壓力傳感器即壓力傳感采集模塊I發(fā)生形變，轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換模塊201的處理后并以數(shù)字信號(hào)的形式傳給MCU控制電路202。MCU控制電路202獲得了信號(hào)后，進(jìn)行簡單的數(shù)據(jù)處理后，傳輸?shù)絑igBee發(fā)送模塊203。上述的AD轉(zhuǎn)換模塊201、MCU控制電路202、ZigBee發(fā)送模塊203和鋰電池204均是集成在在一起的，可充電的鋰電池204進(jìn)行供電。
[0018]壓力傳感采集模塊I的每一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)功能相同，負(fù)責(zé)采集并發(fā)送壓力信號(hào)。無線通信模塊4連接ZigBee接收模塊3，ZigBee接收模塊3固定在駕駛室內(nèi)，接收數(shù)據(jù)后通過無線通信模塊4傳輸?shù)绞殖纸K端5，手持終端5用于駕駛室外，顯示出重力大小和重心坐標(biāo)位置。
[0019]另一方面ZigBee接收模塊3通過USB轉(zhuǎn)串口，將數(shù)據(jù)分時(shí)快速送到駕駛室內(nèi)的嵌入式終端6，顯示出重力大小，并將重心坐標(biāo)位置和預(yù)先設(shè)定的重心允許裝載區(qū)坐標(biāo)進(jìn)行對比，當(dāng)重心位置偏離裝載區(qū)域時(shí)，報(bào)警模塊7就會(huì)做出報(bào)警響應(yīng)，以提醒工作人員應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的安全措施，嵌入式終端6由駕駛室內(nèi)的電壓供電。
[0020]手持終端5接收無線通信模塊4發(fā)送的數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)利用GSM移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)短消息服務(wù)快捷的性能和相對低廉的收費(fèi)，可嵌入大型工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)中，滿足系統(tǒng)所需的高可靠性、高實(shí)時(shí)性和維護(hù)方便性等要求，且性能穩(wěn)定、性價(jià)比高。
[0021]接收終端包括手持終端5和嵌入式終端6。手持終端5包括工業(yè)PAD、智能手機(jī)；嵌入式終端6包括ZigBee收發(fā)模塊，人機(jī)圖形接口 μ C/⑶I。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于ZigBee的液壓平板大件重力與重心實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:包括壓力傳感采集模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、MCU控制電路、鋰電池、ZigBee發(fā)送模塊、ZigBee接收模塊、無線通信模塊、手持終端、嵌入式終端和報(bào)警模塊，所述的壓力傳感采集模塊連接液壓油缸下端，另一端連接AD轉(zhuǎn)換模塊，所述的AD轉(zhuǎn)換模塊、鋰電池和ZigBee發(fā)送模塊分別與MCU控制電路連接；所述的zigBee接收模塊通過無線通信模塊對手持終端數(shù)據(jù)通訊連接，ZigBee接收模塊同時(shí)與嵌入式終端數(shù)據(jù)通訊連接，嵌入式終端與報(bào)警模塊連接； 所述的壓力傳感采集模塊，負(fù)責(zé)采集液壓油缸壓力信號(hào)并發(fā)送AD轉(zhuǎn)換模塊； 所述的AD轉(zhuǎn)換模塊將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)傳給MCU控制電路； 所述的MCU控制電路獲得了數(shù)字信號(hào)后，進(jìn)行處理，傳輸?shù)絑igBee發(fā)送模塊； 所述的鋰電池對MCU控制電路供電； 所述的ZigBee發(fā)送模塊發(fā)送數(shù)字信號(hào)； 所述的ZigBee接收模塊接收數(shù)字信號(hào)后通過無線通信模塊傳輸?shù)绞殖纸K端；同時(shí)ZigBee接收模塊將數(shù)據(jù)輸送到嵌入式終端； 所述的嵌入式終端顯示出重力大小，并將重心坐標(biāo)位置和預(yù)先設(shè)定的重心允許裝載區(qū)坐標(biāo)進(jìn)行對比，當(dāng)重心位置偏離裝載區(qū)域時(shí)，向報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警指令。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種監(jiān)測裝置，具體為基于ZigBee的液壓平板大件重力與重心實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，壓力傳感采集模塊連接液壓油缸下端，另一端連接AD轉(zhuǎn)換模塊，所述的AD轉(zhuǎn)換模塊、鋰電池和ZigBee發(fā)送模塊分別與MCU控制電路連接；所述的ZigBee接收模塊通過無線通信模塊對手持終端進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，ZigBee接收模塊同時(shí)與嵌入式終端進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，嵌入式終端與報(bào)警模塊連接。該監(jiān)測系統(tǒng)，通過對液壓平板車各組液壓油缸處數(shù)據(jù)的采集檢測，采用的ZigBee接收模塊可以分時(shí)快速接收ZigBee發(fā)送模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)，解決了CAN總線中信道出錯(cuò)堵塞等漏洞、線路繁瑣，線路易老化等問題。
【IPC分類】G01G19-12, G01M1-12
【公開號(hào)】CN204373760
【申請?zhí)枴緾N201520072520
【發(fā)明人】郭帥, 謝維成, 曾傳華
【申請人】西華大學(xué)
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年2月2日