基于rfid的長(zhǎng)距離位移檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及長(zhǎng)距離位移檢測(cè)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于RFID的長(zhǎng)距離位移檢測(cè) 裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 行車簡(jiǎn)介：
[0003] 橋式起重機(jī)都是以橋形主梁的金屬結(jié)構(gòu)作為主要承載橫架在車間、倉(cāng)庫及露天料 場(chǎng)固定跨間上方，并可沿軌道移動(dòng)，取物裝置掛在可沿橋架運(yùn)行的起重小車上，使取物裝置 上的重物實(shí)現(xiàn)垂直升降和水平移動(dòng)，以及完成某些特殊工藝操作的起重機(jī)，習(xí)慣上叫做"行 車"。
[0004] 軌道交通簡(jiǎn)介：
[0005] 城市中使用車輛在固定導(dǎo)軌上運(yùn)行并主要用于城市客運(yùn)的交通系統(tǒng)稱為軌道交 通。軌道交通是指具有固定線路，鋪設(shè)固定軌道，配備運(yùn)輸車輛及服務(wù)設(shè)施等的公共交通設(shè) 施。
[0006] 閘門開度簡(jiǎn)介：
[0007] 閘門開度是水利工程運(yùn)行管理的最基本的控制指標(biāo)，它是以電機(jī)加壓油缸，油缸 活桿推動(dòng)閘門直線或垂直位移，水利工程上習(xí)慣叫做閘門開度，閘門開度位移表現(xiàn)形式有 兩種一種弧形位移、一種直線位移。
[0008]目前遠(yuǎn)距離直線位移檢測(cè)領(lǐng)域各種技術(shù)與安裝方法
[0009] (1)編碼電纜技術(shù)與其結(jié)構(gòu)視圖：
[0010] 編碼電纜是一種具有一定編碼規(guī)則的專用電纜，采用特殊模具以間隔相等、方向 相反、互相對(duì)稱的對(duì)線形式繞制，是通信對(duì)線、地址對(duì)線、基準(zhǔn)對(duì)線3種多組對(duì)線的合成體。
[0011] 編碼電纜直線位移系統(tǒng)一般包括一臺(tái)地址編碼發(fā)射器、一臺(tái)地址編碼分析器、編 碼電纜、天線箱等。其中編碼電纜是由扁平狀的PVC合成材質(zhì)外殼材料和內(nèi)部按照格雷碼 規(guī)律編制的芯線構(gòu)成。地址編碼分析器安裝在機(jī)車上，用于分析計(jì)算本機(jī)車所在的位置。天 線箱對(duì)與編碼電纜平行非接觸移動(dòng)，天線箱指向的刻度即是當(dāng)前位置值。
[0012] 編碼電纜技術(shù)運(yùn)用在行車直線位移：
[0013] 編碼電纜安裝的結(jié)構(gòu)參見圖1、圖2及圖3所示，圖1為正視圖，圖2為側(cè)視圖，圖 3為俯視圖。測(cè)量刻度分天線箱2與編碼電纜1兩部分組成，編碼電纜1固定在行車軌道 一側(cè)，固定支架4使編碼電纜豎排正對(duì)行車移動(dòng)裝置3的天線箱2,承重墻面15承接軌道 8與行車承重主梁6工作面，行車直線移動(dòng)同時(shí)天線箱2也直線移動(dòng)對(duì)應(yīng)指向的編碼電纜 1。車載位移電氣系統(tǒng)5處理天線箱2位移信息并通過引線電纜9傳至PLC (Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器），CN箱7 (限位開關(guān)）與EN箱7 (限位開關(guān)）起限 位保護(hù)作用。
[0014] 編碼電纜技術(shù)運(yùn)用在軌道交通位移系統(tǒng)：
[0015] 編碼電纜安裝的結(jié)構(gòu)參見圖4和圖5所示，編碼電纜位移系統(tǒng)分天線箱2與編碼 電纜1兩大部分組成，編碼電纜1固定在軌道中間，固定支架4使刻度標(biāo)尺橫排正對(duì)機(jī)車移 動(dòng)組件3的天線箱2,承重橫木承接軌道8與機(jī)車移動(dòng)組件3,機(jī)車軸輪10直線移動(dòng)同時(shí)天 線箱2也直線移動(dòng)對(duì)應(yīng)指向的編碼電纜1的相對(duì)位置。
[0016] 與編碼電纜技術(shù)相關(guān)的專利有：公開號(hào)為CN03227402的發(fā)明專利，分類號(hào)：H01B 7/08 ;H01B 11/00。
[0017] (2)旋轉(zhuǎn)編碼器技術(shù)與其結(jié)構(gòu)視圖：
[0018] 旋轉(zhuǎn)編碼器是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù) 字量的傳感器，是目前工業(yè)、民用應(yīng)用最多的傳感器。一般的光電編碼器主要由光柵盤和光 電探測(cè)裝置組成。在伺服系統(tǒng)中，由于光電碼盤與電動(dòng)機(jī)同軸，軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，光柵盤與軸同速 旋轉(zhuǎn).經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測(cè)裝置檢測(cè)輸出若干脈沖信號(hào)。通過計(jì)算每秒光 電編碼器輸出脈沖的個(gè)數(shù)就能反映當(dāng)前軸的轉(zhuǎn)速與位置。此外，為判斷旋轉(zhuǎn)方向，碼盤還可 提供相位相差90°的2個(gè)通道的光碼輸出，根據(jù)雙通道光碼的狀態(tài)變化確定軸的轉(zhuǎn)向。旋 轉(zhuǎn)編碼器分增量型、絕對(duì)型，以下介紹為絕對(duì)型旋轉(zhuǎn)編碼器應(yīng)用。
[0019] 絕對(duì)型旋轉(zhuǎn)編碼器技術(shù)運(yùn)用在水利閘門開度系統(tǒng)。旋轉(zhuǎn)編碼器安裝的結(jié)構(gòu)參見圖 6、圖7、圖8、圖9。旋轉(zhuǎn)編碼器16與鋼絲繩17配合，通過發(fā)條形盤卷彈簧軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)編碼 器，來檢測(cè)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)油缸體14的位移，從而間接檢測(cè)閘門開度，也簡(jiǎn)稱鋼絲繩開度儀。具 體的，鋼絲繩外置式弧形閘門開度儀的結(jié)構(gòu)參見圖6所示，鋼絲繩外置式垂直平板閘門開 度儀的結(jié)構(gòu)參見圖7所示，鋼絲繩內(nèi)置式垂直平板閘門開度儀的結(jié)構(gòu)參見圖8所示，鋼絲繩 直接設(shè)在垂直平板閘門上的開度儀的結(jié)構(gòu)參見圖9所示。
[0020] 目前的遠(yuǎn)距離直線位移檢測(cè)裝置主要就是以上二種，并還有其它例如激光反射直 線位移、GPRS直線位移等等。這些裝置在使用時(shí)均存在如下缺陷：換算環(huán)節(jié)較多，易受外界 環(huán)境影響，檢測(cè)精度較低，安全可靠性較差，制造工藝復(fù)雜，成本較高，維修不便，需要對(duì)源 尺供電，測(cè)量位移距離限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0021] 本發(fā)明的目的是為了克服上述【背景技術(shù)】的不足，提供一種基于RFID(Radio Frequency Identification，射頻識(shí)別）的長(zhǎng)距離位移檢測(cè)裝置，具有檢測(cè)精度高、安全可 靠性高、Tag(標(biāo)簽）標(biāo)尺無需電源、無懼損壞、單個(gè)Tag標(biāo)尺故障不影響整個(gè)系統(tǒng)工作、實(shí) 測(cè)距離無限制的特點(diǎn)。
[0022] 本發(fā)明提供的一種基于RFID的長(zhǎng)距離位移檢測(cè)裝置，包括分別固定于具有相對(duì) 位移功能的第一結(jié)構(gòu)和第二結(jié)構(gòu)上的Tag標(biāo)尺和Tag讀寫器，所述Tag標(biāo)尺和Tag讀寫器 相對(duì)設(shè)置、且Tag標(biāo)尺和Tag讀寫器之間設(shè)有空隙，所述Tag讀寫器與計(jì)算機(jī)相連。
[0023] 在上述技術(shù)方案中，所述裝置采用差分算法原理進(jìn)行測(cè)量物體相對(duì)某一基準(zhǔn)位 移量的計(jì)算，具體公式如下：X = ((a1+...+anl)/nl+(b1+~+bn2)/n2+(c 1+~+cn3)/n3+(d1+... +dn4) /n4+- + %+??? +kJ /nk) /k，其中，X為不同狀態(tài)下基于RFID的長(zhǎng)距離位移檢測(cè)裝置的 位置數(shù)據(jù)，k為Tag讀取器中RFID天線系統(tǒng)部件的數(shù)量，nl、n2…nk分別為每個(gè)RFID天線 系統(tǒng)部件所接收信號(hào)對(duì)應(yīng)的Tag標(biāo)尺部件標(biāo)簽的數(shù)量， &1、a2~anl分別表示RFID天線系統(tǒng) 部件一所接收信號(hào)對(duì)應(yīng)的各個(gè)Tag標(biāo)尺部件標(biāo)簽，bplv-bd分別表示RFID天線系統(tǒng)部件 二所接收信號(hào)對(duì)應(yīng)的各個(gè)Tag標(biāo)尺部件標(biāo)簽， Cl、(V" (一分別表示RFID天線系統(tǒng)部件三所 接收信號(hào)對(duì)應(yīng)的各個(gè)Tag標(biāo)尺部件標(biāo)簽，屯、d2~dn4分別表示RFID天線系統(tǒng)部件四所接收 信號(hào)對(duì)應(yīng)的各個(gè)Tag標(biāo)尺部件標(biāo)簽，…，kp匕…knk分別表示第K個(gè)RFID天線系統(tǒng)部件所 接收信號(hào)對(duì)應(yīng)的各個(gè)Tag標(biāo)尺部件標(biāo)簽。
[0024] 在上述技術(shù)方案中，所述裝置采用差分算法原理進(jìn)行測(cè)量物體相對(duì)某一基準(zhǔn)位 移量的計(jì)算，具體公式如下：X = ((a1+...+anl)/nl+(b1+~+bn2)/n2+(c 1+~+cn3)/n3+(d1+... +dn4)/n4+(ei+…+en5)/n5)/5,其中，X為不同狀態(tài)下基于RFID的長(zhǎng)距離位移檢測(cè)裝置的位 置數(shù)據(jù)，5為Tag讀取器中RFID天線系統(tǒng)部件的數(shù)量，nl、n2…n5分別為每個(gè)RFID天線系 統(tǒng)部件所接收信號(hào)對(duì)應(yīng)的Tag標(biāo)尺部件標(biāo)簽的數(shù)量， &1、a2~anl分別表示RFID天線系統(tǒng)部 件一所接收信號(hào)對(duì)應(yīng)的各個(gè)Tag標(biāo)尺部件標(biāo)簽，bplv-bd分別表示RFID天線系統(tǒng)部件二 所接收信號(hào)對(duì)應(yīng)的各個(gè)Tag標(biāo)尺部件標(biāo)簽， Cl、(V (一分別表示RFID天線系統(tǒng)部件三所接 收信號(hào)對(duì)應(yīng)的各個(gè)Tag標(biāo)尺部件標(biāo)簽，屯、七…dn4分別表示RFID天線系統(tǒng)部件四所接收信 號(hào)對(duì)應(yīng)的各個(gè)Tag標(biāo)尺部件標(biāo)簽，e pe 2-e "5分別表示RFID天線系統(tǒng)部件五所接收信 號(hào)對(duì)應(yīng)的各個(gè)Tag標(biāo)尺部件標(biāo)簽。
[0025] 在上述技術(shù)方案中，所述第一結(jié)構(gòu)和第二結(jié)構(gòu)分別是土木固定結(jié)構(gòu)和軌道交通 器。
[0026] 在上述技術(shù)方案中，所述第一結(jié)構(gòu)面和第二結(jié)構(gòu)面分別是固定支架和行車移動(dòng)裝 置。
[0027] 在上述技術(shù)方案中，所述第一結(jié)構(gòu)面和第二結(jié)構(gòu)面分別是閘門和防水墻。
[0028] 在上述技術(shù)方案中，所述Tag標(biāo)尺和Tag讀寫器之間的空隙為30_150cm，所述Tag 標(biāo)尺和Tag讀寫器的作用范圍為Tag標(biāo)尺和Tag讀寫器各自軸線的偏移距離，所述偏移距 離為 0-30cm。
[0029] 在上述技術(shù)方案中，所述Tag讀寫器通過總線與計(jì)算機(jī)相連。
[0030] 本發(fā)明基于RFID的長(zhǎng)距離位移檢測(cè)裝置，具有以下有益效果：基于RFID的長(zhǎng)距離 位移檢測(cè)裝置無需地址編碼發(fā)射器，只需要Tag標(biāo)尺和Tag讀寫器。其中Tag標(biāo)尺是由扁 平狀的PVC合成材質(zhì)外殼材料和內(nèi)部按照唯一地址碼規(guī)律編制的RFID標(biāo)簽構(gòu)成、每個(gè)RFID 標(biāo)簽都有一個(gè)世界唯一的WD絕對(duì)地址。Tag讀寫器安裝在移動(dòng)設(shè)備上，用于識(shí)別該移動(dòng)設(shè) 備所在的位置。Tag讀寫器相對(duì)Tag標(biāo)尺平行非接觸安裝，安裝空隙為30-150厘米，偏移距 離為0-30厘米，Tag讀寫器指向的刻度即是當(dāng)前位置值。
【附圖說明】
[0031] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)行車編碼電纜位移系統(tǒng)結(jié)構(gòu)正視圖；
[0032]圖2為現(xiàn)有技術(shù)行車編碼電纜位移系統(tǒng)結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；
[0033]圖3為現(xiàn)有技術(shù)行車編碼電纜位移系統(tǒng)結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0034]圖4為現(xiàn)有技術(shù)有軌交通編碼電纜位移系統(tǒng)結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0035]圖5為現(xiàn)有技術(shù)有軌交通編碼電纜位移系統(tǒng)結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；
[0036] 圖6為現(xiàn)有技術(shù)鋼絲繩外置式弧形閘門開度儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037] 圖7為現(xiàn)有技術(shù)鋼絲繩外置式垂直平板閘門開度儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038] 圖8為現(xiàn)有技術(shù)鋼絲繩內(nèi)置式垂直平板閘門開度儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039] 圖9為現(xiàn)有技術(shù)鋼絲繩直接設(shè)在