一種用於工程機械的藍牙無線測量系統的製作方法
2023-09-18 00:03:25
專利名稱：一種用於工程機械的藍牙無線測量系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於工程機械的藍牙無線測量系統，本實用新型主要採用了 分布式數據採集和藍牙無線通信技術。
背景技術：
本專利設計的無線測量系統，主要應用於對工程機械工作過程中的多路參數進行 無線測量，包括扭矩、位移、液壓、溫度、轉速和噪聲。由於要採集的各路參數分散，而且被測 部件在工作時處於轉動狀態，傳統的集中式採集和電纜傳送不能滿足實際應用需要。因此， 本專利採用了分布式數據採集和藍牙無線通信方式。
實用新型內容本是實用新型要解決的技術問題是提供一種對工程機械工作過程中的多條參數 進行無線測量的一種藍牙無線測量系統。本實用新型的主要技術特點在於包括至少一個以上傳感器；所述傳感器均連接 一轉換器，轉換器再連接處理器模塊，其特徵在於處理器模塊連接一藍牙通信模塊，電源供 電模塊均與傳感器、處理器模塊、藍牙通信模塊連接對其進行供電。本實用新型的主要技術特點還在於藍牙模塊上設置一陶瓷藍牙天線，天線通過 濾波器連接不平衡變壓器與藍牙模塊連接。本實用新型的主要技術特點還在於天線連接一濾波器，所述濾波器連接一不平 衡變壓器，不平衡變壓器通過電阻、電容電路與藍牙模塊連接，同時藍牙模塊還連接一晶振 器，一快閃記憶體器。本實用新型的有益效果為本實用新型結構簡單，安裝方便，遠距離遙控、可實現 對工程機械的實時監控、故障診斷，並及時指導維修、施工。
附圖為本實用新型的產品結構示意圖圖1為本實用新型硬體系統框圖圖2為本實用新型處理器模塊原理圖圖3為本實用新型藍牙無線數據傳輸模塊電路原理圖圖4為本實用新型軟體流程圖
具體實施方式
以下結合附圖在具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細說明如圖1所示，按照實際應用需要，無線測量系統的硬體系統設計為上位機一下位 機結構，即分為採集器和控制端兩部分。採集器根據監測要求選擇不同的傳感器來採集監 控參數，實現對所需參數的實時採集、處理、與控制端的藍牙無線通信；控制器可採用PC機或藍牙PM等，實現對採集器的控制，以及對採集數據進行接收、提取、處理、存儲、分析和 顯示。採集器硬體主要由信號採集與變換模塊、處理器模塊、藍牙通信模塊、電源供電模塊 以及編程接口組成。信號採集與變換模塊包括傳感器和ADC，完成對多路傳感器模擬信號 的採集和A/D轉換；處理器模塊採集器的核心部分，採用AVR單片機作為控制器，實現對 其他模塊的控制，對採集的多路信號進行處理並遞交給藍牙通信模塊進行無線傳送；藍牙 通信模塊與控制端按照系統約定的通信協議進行通信，主要實現控制端對採集器的無線 控制和採集數據的無線收發；電源供電模塊為系統各模塊供電，保證採集器系統能長時 間穩定工作。如圖2所示，控制器模塊是採集器系統的核心，本設計中採集器的控制單元選用 Atmel公司的ATmegal28L微控制器，它採用COMS工藝生產的基於RISC結構的8位低功耗 微控制器。電源採用+3V電池供電，為匹配藍牙模塊的+3V工作電壓，單片機與之採用同樣 的電源電壓，從而使接口電路簡單，無需電壓轉換。同時，採用低壓供電也可滿足系統的低 功耗要求。時鐘ATmegal28L的工作時鐘源可以選取外部晶振、外部RC振蕩器、內部RC振蕩 器、外部時鐘源等方式。工作時鐘源的選擇通過ATmegal28L的內部熔絲位來設計，熔絲位 可以通過JTAG編程、ISP編程等方式設置。本專利採用外部晶振，頻率為7. 3728MHz,既能 滿足處理能力要求，又能滿足低功耗要求。復位採用上電復位電路，由於系統工作在無人操作情況下，所以無需手動復位功 能。存儲片內具有128KB的程序存儲器(Flash) ,4KB的數據存儲器(SRAM)和4KB的 EEPR0M，能夠滿足本系統程序和數據存儲需求，無需擴展外部存儲設備。接口 外部接口包括JTAG接口，UART接口和傳感器接口。通過JTAG接口進行程 序的下載和調試；通過UART接口與藍牙模塊進行數據交換與控制；通過ADC輸入通道與傳 感器相連。天線的設計在藍牙產品的開發過程中至關重要，其設計的好壞往往關係到傳輸的 距離和質量。目前最常見的藍牙天線有偶極天線、倒F型天線以及微小陶瓷天線等。由於 這些天線具有近似全向性的輻射場型以及結構簡單、製作成本低的優點，所以非常適合嵌 入式藍牙裝置的使用。本專利中採用gigaAnt公司的Rufa 2. 4GHz陶瓷藍牙天線，封裝形 式為表貼。如圖3所示，為了達到阻抗匹配和良好的濾波效果，在天線與主晶片的連接處採 用了不平衡變壓器TDK HHM-1517和濾波器Soshin MDR 771F。採集器系統的藍牙通信模 塊與ATmegal28L控制器通過標準UART 口連接。如圖4所示，採集器軟體流程。首先，系統上電啟動後，進行系統初始化；然後，查 詢藍牙模塊是否建立正確連接，建立藍牙通信路徑；等待控制端發送的採集命令，採用中斷 方式啟動一次數據採集和發送過程；在發送結束後，查詢是否有終止採集命令，如果有，則 結束主程序，否則繼續等待採集命令；在數據採集或發送過程中，檢測電池電量是否充足， 若電量不足，則結束主程序。
權利要求一種用於工程機械的藍牙無線測量系統，主要包括至少一個以上傳感器；所述傳感器均連接一轉換器，轉換器再連接處理器模塊，其特徵在於處理器模塊連接一藍牙通信模塊，電源供電模塊均與傳感器、處理器模塊、藍牙通信模塊連接對其進行供電。
2.根據權利要求1所述的一種用於工程機械的藍牙無線測量系統，其特徵在於藍牙 模塊上設置一陶瓷藍牙天線，天線通過濾波器連接不平衡變壓器與藍牙模塊連接。
3.根據權利要求1或2所述的一種用於工程機械的藍牙無線測量系統，其特徵在於 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 藍牙模塊連接，同時藍牙模塊還連接一晶振器，一快閃記憶體器。
專利摘要本實用新型公開了一種用於工程機械的藍牙無線測量系統，其結構特點主要包括至少一個以上傳感器；所述傳感器均連接一轉換器，轉換器再連接處理器模塊，其特徵在於處理器模塊連接一藍牙通信模塊，電源供電模塊均與傳感器、處理器模塊、藍牙通信模塊連接對其進行供電。本實用新型的有益效果為本實用新型結構簡單，安裝方便，遠距離遙控、可實現對工程機械的實時監控、故障診斷，並及時指導維修、施工。
文檔編號G01D21/02GK201698572SQ201020157918
公開日2011年1月5日 申請日期2010年3月17日 優先權日2010年3月17日
發明者張克仁, 朱衛國, 汪萍 申請人:安徽建築工業學院