專利名稱:一種用于工程機(jī)械的藍(lán)牙無線測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種用于工程機(jī)械的藍(lán)牙無線測(cè)量系統(tǒng),本實(shí)用新型主要采用了 分布式數(shù)據(jù)采集和藍(lán)牙無線通信技術(shù)。
背景技術(shù):
本專利設(shè)計(jì)的無線測(cè)量系統(tǒng),主要應(yīng)用于對(duì)工程機(jī)械工作過程中的多路參數(shù)進(jìn)行 無線測(cè)量,包括扭矩、位移、液壓、溫度、轉(zhuǎn)速和噪聲。由于要采集的各路參數(shù)分散,而且被測(cè) 部件在工作時(shí)處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài),傳統(tǒng)的集中式采集和電纜傳送不能滿足實(shí)際應(yīng)用需要。因此, 本專利采用了分布式數(shù)據(jù)采集和藍(lán)牙無線通信方式。
實(shí)用新型內(nèi)容本是實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種對(duì)工程機(jī)械工作過程中的多條參數(shù) 進(jìn)行無線測(cè)量的一種藍(lán)牙無線測(cè)量系統(tǒng)。本實(shí)用新型的主要技術(shù)特點(diǎn)在于包括至少一個(gè)以上傳感器;所述傳感器均連接 一轉(zhuǎn)換器,轉(zhuǎn)換器再連接處理器模塊,其特征在于處理器模塊連接一藍(lán)牙通信模塊,電源供 電模塊均與傳感器、處理器模塊、藍(lán)牙通信模塊連接對(duì)其進(jìn)行供電。本實(shí)用新型的主要技術(shù)特點(diǎn)還在于藍(lán)牙模塊上設(shè)置一陶瓷藍(lán)牙天線,天線通過 濾波器連接不平衡變壓器與藍(lán)牙模塊連接。本實(shí)用新型的主要技術(shù)特點(diǎn)還在于天線連接一濾波器,所述濾波器連接一不平 衡變壓器,不平衡變壓器通過電阻、電容電路與藍(lán)牙模塊連接,同時(shí)藍(lán)牙模塊還連接一晶振 器,一閃存器。本實(shí)用新型的有益效果為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝方便,遠(yuǎn)距離遙控、可實(shí)現(xiàn) 對(duì)工程機(jī)械的實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障診斷,并及時(shí)指導(dǎo)維修、施工。
附圖為本實(shí)用新型的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖圖1為本實(shí)用新型硬件系統(tǒng)框圖圖2為本實(shí)用新型處理器模塊原理圖圖3為本實(shí)用新型藍(lán)牙無線數(shù)據(jù)傳輸模塊電路原理圖圖4為本實(shí)用新型軟件流程圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖在具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明如圖1所示,按照實(shí)際應(yīng)用需要,無線測(cè)量系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)為上位機(jī)一下位 機(jī)結(jié)構(gòu),即分為采集器和控制端兩部分。采集器根據(jù)監(jiān)測(cè)要求選擇不同的傳感器來采集監(jiān) 控參數(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)所需參數(shù)的實(shí)時(shí)采集、處理、與控制端的藍(lán)牙無線通信;控制器可采用PC機(jī)或藍(lán)牙PM等,實(shí)現(xiàn)對(duì)采集器的控制,以及對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行接收、提取、處理、存儲(chǔ)、分析和 顯示。采集器硬件主要由信號(hào)采集與變換模塊、處理器模塊、藍(lán)牙通信模塊、電源供電模塊 以及編程接口組成。信號(hào)采集與變換模塊包括傳感器和ADC,完成對(duì)多路傳感器模擬信號(hào) 的采集和A/D轉(zhuǎn)換;處理器模塊采集器的核心部分,采用AVR單片機(jī)作為控制器,實(shí)現(xiàn)對(duì) 其他模塊的控制,對(duì)采集的多路信號(hào)進(jìn)行處理并遞交給藍(lán)牙通信模塊進(jìn)行無線傳送;藍(lán)牙 通信模塊與控制端按照系統(tǒng)約定的通信協(xié)議進(jìn)行通信,主要實(shí)現(xiàn)控制端對(duì)采集器的無線 控制和采集數(shù)據(jù)的無線收發(fā);電源供電模塊為系統(tǒng)各模塊供電,保證采集器系統(tǒng)能長(zhǎng)時(shí) 間穩(wěn)定工作。如圖2所示,控制器模塊是采集器系統(tǒng)的核心,本設(shè)計(jì)中采集器的控制單元選用 Atmel公司的ATmegal28L微控制器,它采用COMS工藝生產(chǎn)的基于RISC結(jié)構(gòu)的8位低功耗 微控制器。電源采用+3V電池供電,為匹配藍(lán)牙模塊的+3V工作電壓,單片機(jī)與之采用同樣 的電源電壓,從而使接口電路簡(jiǎn)單,無需電壓轉(zhuǎn)換。同時(shí),采用低壓供電也可滿足系統(tǒng)的低 功耗要求。時(shí)鐘ATmegal28L的工作時(shí)鐘源可以選取外部晶振、外部RC振蕩器、內(nèi)部RC振蕩 器、外部時(shí)鐘源等方式。工作時(shí)鐘源的選擇通過ATmegal28L的內(nèi)部熔絲位來設(shè)計(jì),熔絲位 可以通過JTAG編程、ISP編程等方式設(shè)置。本專利采用外部晶振,頻率為7. 3728MHz,既能 滿足處理能力要求,又能滿足低功耗要求。復(fù)位采用上電復(fù)位電路,由于系統(tǒng)工作在無人操作情況下,所以無需手動(dòng)復(fù)位功 能。存儲(chǔ)片內(nèi)具有128KB的程序存儲(chǔ)器(Flash) ,4KB的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(SRAM)和4KB的 EEPR0M,能夠滿足本系統(tǒng)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求,無需擴(kuò)展外部存儲(chǔ)設(shè)備。接口 外部接口包括JTAG接口,UART接口和傳感器接口。通過JTAG接口進(jìn)行程 序的下載和調(diào)試;通過UART接口與藍(lán)牙模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換與控制;通過ADC輸入通道與傳 感器相連。天線的設(shè)計(jì)在藍(lán)牙產(chǎn)品的開發(fā)過程中至關(guān)重要,其設(shè)計(jì)的好壞往往關(guān)系到傳輸?shù)?距離和質(zhì)量。目前最常見的藍(lán)牙天線有偶極天線、倒F型天線以及微小陶瓷天線等。由于 這些天線具有近似全向性的輻射場(chǎng)型以及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作成本低的優(yōu)點(diǎn),所以非常適合嵌 入式藍(lán)牙裝置的使用。本專利中采用gigaAnt公司的Rufa 2. 4GHz陶瓷藍(lán)牙天線,封裝形 式為表貼。如圖3所示,為了達(dá)到阻抗匹配和良好的濾波效果,在天線與主芯片的連接處采 用了不平衡變壓器TDK HHM-1517和濾波器Soshin MDR 771F。采集器系統(tǒng)的藍(lán)牙通信模 塊與ATmegal28L控制器通過標(biāo)準(zhǔn)UART 口連接。如圖4所示,采集器軟件流程。首先,系統(tǒng)上電啟動(dòng)后,進(jìn)行系統(tǒng)初始化;然后,查 詢藍(lán)牙模塊是否建立正確連接,建立藍(lán)牙通信路徑;等待控制端發(fā)送的采集命令,采用中斷 方式啟動(dòng)一次數(shù)據(jù)采集和發(fā)送過程;在發(fā)送結(jié)束后,查詢是否有終止采集命令,如果有,則 結(jié)束主程序,否則繼續(xù)等待采集命令;在數(shù)據(jù)采集或發(fā)送過程中,檢測(cè)電池電量是否充足, 若電量不足,則結(jié)束主程序。
權(quán)利要求一種用于工程機(jī)械的藍(lán)牙無線測(cè)量系統(tǒng),主要包括至少一個(gè)以上傳感器;所述傳感器均連接一轉(zhuǎn)換器,轉(zhuǎn)換器再連接處理器模塊,其特征在于處理器模塊連接一藍(lán)牙通信模塊,電源供電模塊均與傳感器、處理器模塊、藍(lán)牙通信模塊連接對(duì)其進(jìn)行供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于工程機(jī)械的藍(lán)牙無線測(cè)量系統(tǒng),其特征在于藍(lán)牙 模塊上設(shè)置一陶瓷藍(lán)牙天線,天線通過濾波器連接不平衡變壓器與藍(lán)牙模塊連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于工程機(jī)械的藍(lán)牙無線測(cè)量系統(tǒng),其特征在于 天線連接一濾波器,所述濾波器連接一不平衡變壓器,不平衡變壓器通過電阻、電容電路與 藍(lán)牙模塊連接,同時(shí)藍(lán)牙模塊還連接一晶振器,一閃存器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于工程機(jī)械的藍(lán)牙無線測(cè)量系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要包括至少一個(gè)以上傳感器;所述傳感器均連接一轉(zhuǎn)換器,轉(zhuǎn)換器再連接處理器模塊,其特征在于處理器模塊連接一藍(lán)牙通信模塊,電源供電模塊均與傳感器、處理器模塊、藍(lán)牙通信模塊連接對(duì)其進(jìn)行供電。本實(shí)用新型的有益效果為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝方便,遠(yuǎn)距離遙控、可實(shí)現(xiàn)對(duì)工程機(jī)械的實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障診斷,并及時(shí)指導(dǎo)維修、施工。
文檔編號(hào)G01D21/02GK201698572SQ201020157918
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月17日
發(fā)明者張克仁, 朱衛(wèi)國, 汪萍 申請(qǐng)人:安徽建筑工業(yè)學(xué)院