基于ZigBee的液压平板大件重力与重心实时监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种监测装置，具体为基于ZigBee的液压平板大件重力与重心实时监测系统。
【背景技术】
[0002]液压平板车是一种机电液一体化，对强度和刚度要求都相当高的大型工程运输机械，且大型平板要与超大型液压支架相配套。液压平板车的整体监控系统采用基于CAN总线的有线方式的分布式控制系统。基于CAN总线的液压平板车负载重力和重心监控系统的线路繁琐及易老化，且在车内通信中，要求数据内容正确，通信及时、序列一致，在CAN总线中均有所设计，但仍存在不一致性、不可预测性、信道出错堵塞等漏洞。
[0003]类似的，在“工程机械液压系统在线监测”中，主要有三个部分组成:在线传感器、信号采集单元和中心处理单元，所使用的也是CAN总线。根据所选择的监测参数和安装传感器，信号采集单元负责传感器信号的调理、采集及某些信号，主要是振动信号和动态压力信号的特征提取，将信号发送给中心处理单元，同时在系统初始化时对传感器进行标定、校准和故障识别。中心处理单元主要负责对个采集对个采集单元发送来的数据进行分析处理，判断系统所处的状态，发出局部级或系统级报警信号，提醒操作人员注意或采取相应措施。中心处理单元多是大型的PC机，需要专门的看护人员，且传感器数量多时，需要CAN总线也会很密集，CAN总线自身的繁琐、易腐蚀的特点，也会给监测系统的可靠性带来挑战，而且在车内通信要求的数据内容正确和通信及时、序列一致两点中，CAN总线中虽然均有所设计，但仍存在着不一致性、不可预测性、信道出错堵塞等漏洞。
【实用新型内容】
[0004]针对上述技术问题，提供一种结构简洁、通讯通畅的液压平板大件重力与重心实时监测系统。
[0005]具体技术方案为:
[0006]基于ZigBee的液压平板大件重力与重心实时监测系统，包括压力传感采集模块、AD转换模块、MCU控制电路、锂电池、ZigBee发送模块、ZigBee接收模块、无线通信模块、手持终端、嵌入式终端和报警模块，所述的压力传感采集模块连接液压油缸下端，另一端连接AD转换模块，所述的AD转换模块、锂电池和ZigBee发送模块分别与MCU控制电路连接；所述的ZigBee接收模块通过无线通信模块对手持终端数据通讯连接，ZigBee接收模块同时与嵌入式终端数据通讯连接，嵌入式终端与报警模块连接。
[0007]压力传感采集模块，负责采集液压油缸压力信号并发送AD转换模块；
[0008]AD转换模块将压力信号转化成数字信号传给MCU控制电路；
[0009]MCU控制电路获得了数字信号后，进行处理后传输到ZigBee发送模块；
[0010]锂电池对MCU控制电路供电；
[0011]ZigBee发送模块发送数字信号；
[0012]ZigBee接收模块接收数字信号后通过无线通信模块传输到手持终端；同时ZigBee接收模块将数据输送到嵌入式终端；
[0013]嵌入式终端显示出重力大小，并将重心坐标位置和预先设定的重心允许装载区坐标进行对比，当重心位置偏离装载区域时，向报警模块发出报警指令。
[0014]本实用新型提供的基于ZigBee的液压平板大件重力与重心实时监测系统，通过对液压平板车各组液压油缸处数据的采集检测，采用力学平衡原理方法计算大件重力大小和重心位置，采用的ZigBee接收模块可以分时快速接收ZigBee发送模块发送的数据，解决了 CAN总线中信道出错堵塞等漏洞、线路繁琐，线路易老化等问题。手持终端设备相比于大型测量仪，属于便携式可移动设备，大大缩短了现场人员的工作时间。运用所测得重心位置，不仅确定了允许装载区，还可以在运输过程中实时监测重心位置的变化，提高了大件运输的安全性。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]结合【附图说明】本实用新型的【具体实施方式】，如图1所示，基于ZigBee的液压平板大件重力与重心实时监测系统，包括压力传感采集模块1、AD转换模块201、MCU控制电路202,ZigBee发送模块203、锂电池204、ZigBee接收模块3、无线通信模块4、手持终端5、嵌入式终端6和报警模块7，所述的压力传感采集模块I连接液压油缸8下端，另一端连接AD转换模块201，所述的AD转换模块201、ZigBee发送模块203和锂电池204分别与MCU控制电路202连接；所述的ZigBee接收模块3通过无线通信模块4对手持终端5进行数据发送，ZigBee接收模块3同时与嵌入式终端6进行数据发送，嵌入式终端6与报警模块7连接。
[0017]当平板车装载或者运输大件时，液压油缸8由于支撑作用会使连接其下端的变阻式压力传感器即压力传感采集模块I发生形变，转换成电压信号，该信号经过AD转换模块201的处理后并以数字信号的形式传给MCU控制电路202。MCU控制电路202获得了信号后，进行简单的数据处理后，传输到ZigBee发送模块203。上述的AD转换模块201、MCU控制电路202、ZigBee发送模块203和锂电池204均是集成在在一起的，可充电的锂电池204进行供电。
[0018]压力传感采集模块I的每一个传感器节点功能相同，负责采集并发送压力信号。无线通信模块4连接ZigBee接收模块3，ZigBee接收模块3固定在驾驶室内，接收数据后通过无线通信模块4传输到手持终端5，手持终端5用于驾驶室外，显示出重力大小和重心坐标位置。
[0019]另一方面ZigBee接收模块3通过USB转串口，将数据分时快速送到驾驶室内的嵌入式终端6，显示出重力大小，并将重心坐标位置和预先设定的重心允许装载区坐标进行对比，当重心位置偏离装载区域时，报警模块7就会做出报警响应，以提醒工作人员应当采取相应的安全措施，嵌入式终端6由驾驶室内的电压供电。
[0020]手持终端5接收无线通信模块4发送的数据，该系统利用GSM移动通讯网络短消息服务快捷的性能和相对低廉的收费，可嵌入大型工业监控系统中，满足系统所需的高可靠性、高实时性和维护方便性等要求，且性能稳定、性价比高。
[0021]接收终端包括手持终端5和嵌入式终端6。手持终端5包括工业PAD、智能手机；嵌入式终端6包括ZigBee收发模块，人机图形接口 μ C/⑶I。
【主权项】
1.基于ZigBee的液压平板大件重力与重心实时监测系统，其特征在于:包括压力传感采集模块、AD转换模块、MCU控制电路、锂电池、ZigBee发送模块、ZigBee接收模块、无线通信模块、手持终端、嵌入式终端和报警模块，所述的压力传感采集模块连接液压油缸下端，另一端连接AD转换模块，所述的AD转换模块、锂电池和ZigBee发送模块分别与MCU控制电路连接；所述的zigBee接收模块通过无线通信模块对手持终端数据通讯连接，ZigBee接收模块同时与嵌入式终端数据通讯连接，嵌入式终端与报警模块连接； 所述的压力传感采集模块，负责采集液压油缸压力信号并发送AD转换模块； 所述的AD转换模块将压力信号转化成数字信号传给MCU控制电路； 所述的MCU控制电路获得了数字信号后，进行处理，传输到ZigBee发送模块； 所述的锂电池对MCU控制电路供电； 所述的ZigBee发送模块发送数字信号； 所述的ZigBee接收模块接收数字信号后通过无线通信模块传输到手持终端；同时ZigBee接收模块将数据输送到嵌入式终端； 所述的嵌入式终端显示出重力大小，并将重心坐标位置和预先设定的重心允许装载区坐标进行对比，当重心位置偏离装载区域时，向报警模块发出报警指令。
【专利摘要】本实用新型涉及一种监测装置，具体为基于ZigBee的液压平板大件重力与重心实时监测系统，压力传感采集模块连接液压油缸下端，另一端连接AD转换模块，所述的AD转换模块、锂电池和ZigBee发送模块分别与MCU控制电路连接；所述的ZigBee接收模块通过无线通信模块对手持终端进行数据发送，ZigBee接收模块同时与嵌入式终端进行数据发送，嵌入式终端与报警模块连接。该监测系统，通过对液压平板车各组液压油缸处数据的采集检测，采用的ZigBee接收模块可以分时快速接收ZigBee发送模块发送的数据，解决了CAN总线中信道出错堵塞等漏洞、线路繁琐，线路易老化等问题。
【IPC分类】G01G19-12, G01M1-12
【公开号】CN204373760
【申请号】CN201520072520
【发明人】郭帅, 谢维成, 曾传华
【申请人】西华大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年2月2日