专利名称：料场激光盘存一体化数据采集器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种一体化的数据采集器，特别涉及一种应用于料场激光盘存的 一体化 数据采集器。
背景技术：
在现有大型料场盘存工作中，一般都使用如下几种盘存方式利用距离测量仪器 人工测点方式、利用半自动方式、全自动方式。但是，上述三种方式具有如下缺点(1)利用距离测量仪器人工测点方式，这种方式费时费力，人为因素大，精度低；(2)利用半自动方式，这种方式一般没有距离和角度参考数据，简单认为设备载体 以勻速方式运动，在测量过程中测量设备不产生任何角度变化，测量精度低，不宜操作，在 现场需要利用上位机进行数据接收和处理；(3)全自动方式，这种方式使用距离和角度参数数据，设备载体允许进行非勻速和 可变角度方式进行测量，测量数据每个断面都包含距离和角度信息，在现场需要利用上位 机进行数据接收和处理。但是根据大量实际现场安装和工程实施情况总结来看，现场情况 复杂，环境较为恶劣，设备载体震动较大。存在在现场安置上位计算机，利用计算机进行数 据处理容易导致计算机安装困难复杂，在采集过程中由于震动或其它干扰，导致计算机死 机而需要反复测量，而且对现场操作人员要求较高，必须能熟练使用计算机等不利因素。因此，如何设计一种较好的一体化数据采集器，以解决上述现有技术问题，即为本 领域技术人员所欲研究的方向所在。
发明内容本实用新型的主要目的是克服上述现有技术的缺陷，而提供一种料场激光盘存的 一体化数据采集器。为了达到上述目的，本实用新型提供一种料场激光盘存一体化数据采集器，其特 征在于，其包括一采集控制器，至少一激光扫描仪、一行程编码器、一回程编码器、一显示 模块及一电源模块，其中，所述的激光扫描仪，其用于得到料场堆料的断面信息，并将该信息传输给所述的 采集控制器进行处理；所述的行程编码器，其用于测量位置的距离信息，并将该信息传输给所述的采集 控制器进行处理；所述的回程编码器，用于得到测量位置大臂旋转角度信息，并将该信息传输给所 述的采集控制器进行处理；所述的显示模块，其与所述的采集控制器相连，用于显示测量料场的各种数据；所述的电源模块，用于对上述各个部件进行供电。较佳的实施方式中，还包括一 SD存储卡，其与所述的采集控制器相连，用来存储实时采集到的料场的现场数据。较佳的实施方式中，所述的行程编码器为一光电编码器。较佳的实施方式中，所述的回程编码器为一光电编码器。较佳的实施方式中，在所述的回程编码器与所述的采集控制器之间设置一回程编 码器转接板，该回程编码器转接板通过RS422总线与所述采集控制器进行数据传输。较佳的实施方式中，在所述的行程编码器与所述的采集控制器之间设置一行程编 码器转接板，该行程编码器转接板通过RS422总线与所述采集控制器进行数据传输。较佳的实施方式中，所述的采集控制器的中央处理器为ARM芯片，其外扩有以太 网、GPIO接口、GPRS模块及CAN总线模块。较佳的实施方式中，所述的采集控制器还包括多个UART串口，所述的UART串口转 换成RS422的形式与所述的激光扫描仪、所述的行程编码器、所述的回程编码器相连。较佳的实施方式中，所述GPIO接口外扩有LED显示及键盘。较佳的实施方式中，所述的显示模块为一液晶显示屏。与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于1、本实用新型实现了一个采集设备，一体化集成扫描仪、行程、回程数据的同步采 集。是对于目前已有产品利用上位机分开获取数据模式的一次大的改变，本发明产品的使 用，将大大提供效率，降低使用复杂性和使用成本。2、本系统软件基于ARM芯片开发，实现了扫描仪、行程和回程数据的同步采集，同 时通过参数设置，可以支持长形、圆形、异形等不同料场，能支撑多种不同型号扫描仪和编 码器。系统在较小显示界面下，实现采集数据、状态信息的集成显示。同时集成了远程无线 数据传输，实现了远程控制。3、本实用新型安装、操作简单，现场不需要计算机。设备体积小，重量轻，现在人员 只需要打开电源，选择测量开关即可进行数据测量，同时打开电源后，系统还支持远程控制 进行测量。解决了现场必须配备计算机要求、降低了对现场操作人员要求、使得设备连接简 化并大幅度提供设备可靠性、解决了数据远距离传输和采集远程控制问题。
图1为本实用新型系统组成框图；图2为本实用新型一实施例组成示意图；图3为本实用新型编码器采集板组成示意图；图4为本实用新型采集控制器组成示意图。附图标记说明10_采集控制器；20-激光扫描仪；30-回程编码器；40-行程编码 器；50-显示模块；60-电源模块；301、401_编码器转接板。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。如图1所示，为本实用新型系统组成框图，本实用新型提供一种料场激光盘存一 体化数据采集器，其包括一采集控制器10、至少一激光扫描仪20、一回程编码器30、一行程 编码器40、一显示模块50及一电源模块60。[0035]所述的采集控制器10是以工业级ARM芯片为核心的采集控制器。所述的激光扫描仪20，其与所述的采集控制器10相连，用于得到料场堆料的断面 信息，当得到料场的断面信息后，将该信息传输至所述的采集控制器10，由所述的采集控制 器10进行处理；所述的行程编码器40，其与所述的采集控制器10相连，用于测量位置的距离信， 将该信息传输至所述的采集控制器10，由所述的采集控制器10进行处理；所述的回程编码器30，其与所述的采集控制器10相连，用于得到测量位置大臂旋 转角度信息，将该信息传输至所述的采集控制器10，由所述的采集控制器10进行处理；所述的显示模块50，其与所述的采集控制器10相连，用于显示测量料场的各种数 据；所述的电源模块60，用于对上述各个部件进行供电。本实用新型的采集控制器10是采用工业级的ARM芯片为核心部件的一采集控制 板，其控制整个系统通过所述激光扫描仪20、回程编码器30、行程编码器40不断的实时同 步采集料场断面、距离、大臂当前角度信息。本实用新型还包括一 SD存储卡，其与所述的采集控制器10相连，用来存储上述料 场断面、距离、大臂当前角度信息。当得到信息后，通过预设参数的计算可以得到料场的三 维坐标，从而在后台计算机上进行各种量算、建模、显示、各种报表生成和输出。本实用新型 的采集控制器由于采用工业级的ARM芯片，专业的抗干扰涉及，以确保能在工业现场恶劣 状况下稳定工作。在本实用新型中，所述的行程编码器40及回程编码器30均可为一光电编码器。行 程和回程信息的测量都是依赖光电编码器获得，根据光电编码器同步转动行程轮的半径和 计得的光电编码器所发的脉冲个数，算出行程距离。同样可以对回程得到编码器转过的角 度。为了行工业现场的干扰，考虑行程编码器40及回程编码器30的安装距离采集控制器 10较远，因此，采集数据以RS422形式进行传输。如图2所示，为本实用新型一实施例组成示意图，在所述的回程编码器30与所述 的采集控制器10之间设置一编码器转接板301，该编码器转接板301通过RS 422总线与所 述采集控制器10进行数据传输。在所述的行程编码器40与所述的采集控制器10之间设 置一编码器转接板401，该编码器转接板401通过RS422总线与所述采集控制器10进行数 据传输。如图3所示，为本实用新型编码器采集板组成示意图，由此图可以看出，所述的编 码器采集板包括一 DC-DC模块，用于将24V电源转换为12V电源，给所述行程编码器40及 回程编码器30供电，还包括一 PIC18LF4580芯片，该PIC18LF4580芯片与RS422芯片相连， 将编码器信号转换为422控制信号，然后通过RS422总线与所述采集控制器10进行数据传输。如图4所示，为本实用新型采集控制器组成示意图，同时配合参阅图2，该采集控 制器10的中央处理器为ARM芯片，其外扩有以太网、GPIO接口、GPRS模块及CAN总线模块 等，所述的采集控制器10还包括多个UART串口，所述的UART串口转换成RS422的形式与 所述的激光扫描仪20、所述的行程编码器40、所述的回程编码器30相连。所述的显示模块可为一液晶显示屏，其由所述的采集控制器10控制，所述的GPIO接口可外扩LED显示和键盘。因此，采集控制器10采集到的数据既可保存在SD存储卡中，也可通过以太网、CDMA/GPRS模块传输到后台计算机进行处理。本实用新型由于工业现场的环境恶劣，因此在本实用新型设计时充分考虑了抗干 扰性，具体在以下四个方面做了改进设计。1.电源抗干扰设计为避免电源中快瞬变高压脉冲和高压尖脉冲串入采集控制 器的供电系统，对采集控制器造成损坏，采集控制器电源采用了带隔离的工业DC-DC电源 模块，阻断了工业现场电源和采集控制器电源的直接联系，有效避免现场恶劣的电源条件 对系统的干扰和损坏。2. RS422传输抗干扰设计虽然考虑了工业现场对传感器所输出信号的影响，采 用了 RS422差分传输方式来抑制共模干扰，但强电磁干扰在RS422传输线上可能感应出尖 脉冲串入采集器，损坏采集器硬件电路。为了避免这种情况，采集器内部电路对和外界相连 的4个RS422 口都加了光隔，割断了 RS422传输线和采集器的电气联系。避免RS422传输 线上的干扰对采集器电路的损坏。3.采集器内部关键信号线抗干扰设计为了使采集器安全稳定的工作，采集器内 部关键元器件，敏感信号线都加了 ESD静电保护器件，为系统安全和可靠的数据存储操作 提供了强有力的静电保护。4.采集器内部抗相互干扰设计采集器内部数字电路和模拟电路电源分开供电， 模拟地和数字地完全分开，单点接地。最大限度减少了系统中干扰信号通过电源和公共地 耦合。PCB板上为减少信号线通过电磁耦合相互串扰，尽量加大了信号线之间距离，加粗了 信号线宽度。且电路的各个部分都选用抗干扰能力强的工业级芯片，以提高电路本身的抗 干扰能力。综上所述，本实用新型具有如下优点1、本实用新型实现了一个采集设备，一体化集成扫描仪、行程、回程数据的同步采 集。是对于目前已有产品利用上位机分开获取数据模式的一次大的改变，本发明产品的使 用，将大大提供效率，降低使用复杂性和使用成本。2、本系统软件基于ARM芯片开发，实现了扫描仪、行程和回程数据的同步采集，同 时通过参数设置，可以支持长形、圆形、异形等不同料场，能支撑多种不同型号扫描仪和编 码器。系统在较小显示界面下，实现采集数据、状态信息的集成显示。同时集成了远程无线 数据传输，实现了远程控制。3、本实用新型安装、操作简单，现场不需要计算机。设备体积小，重量轻，现在人员 只需要打开电源，选择测量开关即可进行数据测量，同时打开电源后，系统还支持远程控制 进行测量。解决了现场必须配备计算机要求、降低了对现场操作人员要求、使得设备连接简 化并大幅度提供设备可靠性、解决了数据远距离传输和采集远程控制问题。以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员 理解，在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改，变化， 或等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。
权利要求一种料场激光盘存一体化数据采集器，其特征在于，其包括一采集控制器，至少一激光扫描仪、一行程编码器、一回程编码器、一显示模块及一电源模块，其中，所述的激光扫描仪，其用于得到料场堆料的断面信息，并将该信息传输给所述的采集控制器进行处理；所述的行程编码器，其用于测量位置的距离信息，并将该信息传输给所述的采集控制器进行处理；所述的回程编码器，用于得到测量位置大臂旋转角度信息，并将该信息传输给所述的采集控制器进行处理；所述的显示模块，其与所述的采集控制器相连，用于显示测量料场的各种数据；所述的电源模块，用于对上述各个部件进行供电。
2.根据权利要求1所述的料场激光盘存一体化数据采集器，其特征在于，还包括一SD 存储卡，其与所述的采集控制器相连，用来存储实时采集到的料场的现场数据。
3.根据权利要求1所述的料场激光盘存一体化数据采集器，其特征在于，所述的行程 编码器为一光电编码器。
4.根据权利要求1所述的料场激光盘存一体化数据采集器，其特征在于，所述的回程 编码器为一光电编码器。
5.根据权利要求1所述的料场激光盘存一体化数据采集器，其特征在于，在所述的回 程编码器与所述的采集控制器之间设置一回程编码器转接板，该回程编码器转接板通过 RS422总线与所述采集控制器进行数据传输。
6.根据权利要求1所述的料场激光盘存一体化数据采集器，其特征在于，在所述的行 程编码器与所述的采集控制器之间设置一行程编码器转接板，该行程编码器转接板通过 RS422总线与所述采集控制器进行数据传输。
7.根据权利要求1所述的料场激光盘存一体化数据采集器，其特征在于，所述的采集 控制器的中央处理器为ARM芯片，其外扩有以太网、GPIO接口、GPRS模块及CAN总线模块。
8.根据权利要求1或7所述的料场激光盘存一体化数据采集器，其特征在于，所述的采 集控制器还包括多个UART串口，所述的UART串口转换成RS422的形式与所述的激光扫描 仪、所述的行程编码器、所述的回程编码器相连。
9.根据权利要求7所述的料场激光盘存一体化数据采集器，其特征在于，所述GPIO接 口外扩有LED显示及键盘。
10.根据权利要求1所述的料场激光盘存一体化数据采集器，其特征在于，所述的显示 模块为一液晶显示屏。
专利摘要本实用新型公开一种料场激光盘存一体化数据采集器，其包括一采集控制器，至少一激光扫描仪、一行程编码器、一回程编码器、一显示模块及一电源模块，其中，所述的激光扫描仪，其用于得到料场堆料的断面信息，并将该信息传输给所述的采集控制器进行处理；所述的行程编码器，其用于测量位置的距离信息，并将该信息传输给所述的采集控制器进行处理；所述的回程编码器，用于得到测量位置大臂旋转角度信息，并将该信息传输给所述的采集控制器进行处理；所述的显示模块，其与所述的采集控制器相连，用于显示测量料场的各种数据；所述的电源模块，用于对上述各个部件进行供电。本实用新型解决了现场必须配备计算机要求、降低了对现场操作人员要求。
文档编号G05B19/048GK201594186SQ20092035150
公开日2010年9月29日 申请日期2009年12月25日 优先权日2009年12月25日
发明者张德津, 李必军 申请人:武汉武大卓越科技有限责任公司