一種無線傳感器網絡智能計數終端的製作方法

2023-11-06 12:48:17

專利名稱：一種無線傳感器網絡智能計數終端的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子信息技術領域，具體的說，涉及一種無線傳感器網絡智能計數終端。
背景技術：
隨著現代工業生產規模的不斷擴大，加工工序和相應的生產設備越來越多。然而經過了這樣的作業細分化之後，各工序的作業時間在理論上，現實上都不能完全相同，這就勢必存在工序間節拍不一致出現瓶頸的現象。為了解決以上問題使生產線能順暢活動就必須對各工序的作業時間平均化，其前提是精確記錄各工序各機器加工的工件數量。目前大多數生成企業採用傳統的紙質卡片方 式記錄每個工序加工的工件數量，這種方式存在記錄不方便、不準確、管理者無法及時掌握各工序實時生產情況的問題，已成為生產線平衡的瓶頸。採用普通的工件計數裝置結合傳統的RS485總線網絡能解決上述問題，但RS485總線網絡是一種有線網絡存在成本高、布線複雜、維護費用高等缺點。採用藍牙、紅外的點對點通信無法實現組網通信，不合適於大型生產線多工位多設備的計量數據匯總。與WLAN的星狀通信方式相比，基於ZigBee協議的無線傳感器網絡技術具有更自由的通信覆蓋面積和更高可靠性。儘管工業無線網絡技術興起的時間並不長，但這個發展迅速的技術在工業自動化領域正受到人們越來越多的關注，且有不少工業生產線採用這種技術。採用ZigBee工業無線網絡傳輸數據具有低成本、高可靠、易維護、易使用的優勢。

實用新型內容為了克服傳統紙質卡片記錄或者RS485總線數據傳輸數據的不足，本實用新型提供一種生產線工位加工工件自動計數終端，它能快速、精確、自動地獲取工件加工數量，且能通過射頻讀卡電路識別機器操作工人的RFID卡，它能將工件加工數量和工卡數據通過無線傳感網絡發送至管理終端機。本實用新型採用以下技術方案本計數終端基於先進工業無線通信技術和傳感網絡技術和射頻識別技術，由傳感器、信號調理電路、單片機主控制器、顯示模塊、按鍵模塊、射頻收發電路、天線、電源模塊組成。用工業級無線傳感網傳輸數據的方式代替有線傳輸，無需有線網絡施工布線，可大大降低工程造價和運行維護成本。所述單片機主控制器電路優選地以TI公司的超低功耗MSP430晶片為核心。所述傳感器採集的信號先送至所述信號調理電路處理，所述調理電路採用遲滯比較器實現。所述射頻收發電路採用基於ZigBee協議無線傳感網絡技術，可通過自組網構建用戶專用網絡，採用2. 4GHz國際ISM頻段，無需頻段使用費。所述按鍵顯示模塊包含電源鍵、清零鍵、查詢鍵、上下兩排數碼管以及RFID讀卡區。本實用新型的有益效果是基於先進無線通信技術、傳感網絡技術和射頻識別技術，本計數終端將工業生產線上各個工位的生產信息及時發送到管理終端機，方便管理實時生產情況，可以即時發現生產線瓶頸，為有效改善生產線平衡、提高生產線效率、實行績效工資改革提供支持。另外，本實用新型具有設計合理、功能強大、安裝方便、操作簡單等優點。

附圖I是本實用新型硬體結構示意圖。 附圖2是本實用新型顯示與按鍵面板示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。如附圖I所示，可以看出本實用新型是一種基於工業級無線傳感器網絡的智能計數終端，它包含傳感器I、信號調理電路2、單片機主控制器3、按鍵顯示模塊4、RFID讀卡電路5、RFID天線6、ZigBee電路7、ZigBee天線8和電源模塊9組成。如附圖I所示，傳感器I用來檢測各工位機器生產工件的數量，傳感器I輸出的信號由信號調理電路2進行處理，變成標準的脈衝信號，單片機主控制器3記錄脈衝信號的個數並存儲於FLASH晶片中，計數結果在顯示模塊4上顯示。如附圖I所示，RFID讀卡電路5採用Philips公司的MFRC522晶片，電連接RFID讀卡天線6，安裝在按鍵顯示模塊4的讀卡區之下，由它完成RFID工卡的識別。如附圖I所示，ZigBee電路7即採用TI公司的CC2530晶片為核心的射頻收發電路，使本實用新型具備ZigBee節點功能。如附圖I所示,天線8採用SMA天線,安裝在射頻收發ZigBee電路7上。如附圖I所示，單片機主控制器3、RFID讀卡電路5和射頻收發電路7均由電源模塊9提供能量。電源模塊9包括一個保護裝置，當市電斷開時自動切換到備用的高容量鋰電池，為了降低功耗，顯示屏熄滅，但計數、存儲、無線通信功能正常工作。採用工業級無線ZigBee傳輸的方式代替有線傳輸，無需有線網絡施工布線，可大大降低工程造價和運行維護成本。如附圖2所示，所述按鍵顯示模塊4包含上下兩排數碼管，上面一排數碼管41交替顯示該設備加工工件總數和加工者工號，共8個數碼管，可以顯示O至999999的數字和工號編碼；下面一排數碼管42顯示該工號加工工件總數。如附圖2所示,所述按鍵顯示模塊4包含RFID讀卡區43。如附圖2所示，所述按鍵顯示模塊4包括電源鍵44、清零鍵45和查詢鍵46。電源鍵44用來啟動或停止本實用新型工作。開機後操作工人在RFID讀卡區43刷RFID卡，登記工號，工號顯示於第一排數碼管41上，第二排數碼管42顯示自動清零。如附圖2所示，根據工作需要，也可以在任意時刻通過按清零鍵44將顯示屏的第二排數碼管42清零，但不會清除FLASH中的任何數據。如附圖2所示，工人隨時可以按查詢鍵46查詢該工號 在本班次的生產量。
權利要求1.一種無線傳感器網絡智能計數終端，在一個絕緣外殼中，信號調理電路、單片機主控制器、ZigBee射頻收發電路、RFID讀卡電路和電源模塊相互電連接，絕緣外殼外安裝有顯示按鍵模塊和天線分別與單片機主控制器和射頻收發電路電連接。
2.根據權利要求I所述的一種無線傳感器網絡智能計數終端，其特徵是所述ZigBee射頻收發電路採用TI公司的CC2530晶片，包含ZigBee協議棧。
3.根據權利要求I所述的一種無線傳感器網絡智能計數終端，其特徵是所述RFID讀卡電路採用Philips公司的MFRC522晶片。
專利摘要本實用新型公開了一種無線傳感器網絡智能計數終端，屬於電子信息技術領域，包含單片機主控制器、按鍵顯示模塊、ZigBee射頻收發電路、RFID讀卡電路、天線和電源模塊。本實用新型的射頻收發電路採用TI公司的CC2530晶片，通過多跳通信和自組網方式，將採集的工件加工計量數據通過無線傳感器網絡發送至管理終端機。RFID讀卡電路以Philips公司的MFRC522晶片為核心，完成工卡識別。本實用新型無需網絡布線，解決了有線通信方式布線複雜、維護困難的問題；結合無線傳感器網絡和RFID識別技術，終端不僅具有自組網功能還具有身份識別功能。本實用新型適合大型生產線多工位多設備多工班的工件計數和管理使用。
文檔編號H04W84/18GK202617166SQ20122016263
公開日2012年12月19日 申請日期2012年4月17日 優先權日2012年4月17日
發明者童耀南, 陳松, 羅朝明 申請人:長沙邦勝電子科技有限公司