一种基于无线网络的生产数据采集与监控装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉一种基于无线网络的生产数据采集与监控装置。
【背景技术】
[0002]现有同类产品只是在每一台的生产设备上安装一台工时计时器或生产产品个数计数器。工时计器和计数器是根据生产设备的电路提供的计时电平信号和计数脉冲信号工作，上面带有一个显示数值的数码管显示器。工人下班后，再由人工方式逐一读取以上装置的显示数据，经手工记录再用人工的方式计算和统计每个工人的工时。由于，工厂里的生产车间多，每个车间内的设备有几十台到上百台，用人工采集数据的方法工作效率低，费时费力，易产生人为错误，引起纠纷，采用人工的方法，不便于统计、查询、分析和管理大量数据。
【发明内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种基于无线网络的生产数据采集与监控装置，便于企业使用，不易出错。
[0004]本实用新型是这样实现的:一种基于无线网络的生产数据采集与监控装置，包括一主模块及至少一个节点模块，所述主模块包括一 wifi模块及第一 ZigBee模块，所述wifi模块连接至所述第一 ZigBee模块；每个所述节点模块包括一单片机、第二 ZigBee模块、电容Cl、电容C2、电阻R3及一双掷开关S，所述第二 ZigBee模块的串行输入引脚与所述单片机上的串行输出引脚相连，所述第二 ZigBee模块上的串行输出引脚与单片机上的串行输入引脚相连，所述单片机的电源引脚及第二 ZigBee模块的电源引脚连接至一电源，所述电容Cl两端部接于所述单片机的电源引脚及接地引脚之间，所述电容C2两端部接于所述第一 ZigBee模块的电源引脚及接地引脚之间，所述双掷开关S的a端连接至单片机的Pl.5引脚，所述双掷开关S的b端连接至电源，所述双掷开关S的c端通过电阻R3接地，所述单片机的接地引脚接地，所述第二 ZigBee模块的接地引脚接地；所述第一 ZigBee模块无线连接至所述第二 ZigBee模块。
[0005]进一步地，所述节点模块还包括电阻Rl及工作指示灯D1，所述单片机Pl.1连接至所述工作指示灯Dl的一端，所述工作指示灯Dl另一端通过电阻Rl接地。
[0006]进一步地，所述节点模块还包括电阻R2及寻址指示灯D2，所述单片机Pl.0连接至所述寻址指示灯D2的一端，所述寻址指示灯D2另一端通过电阻R2接地。
[0007]本实用新型的优点在于:本实用新型基于无线网络的生产数据采集与监控装置，节点模块的电路变得简单，方便在现场安装，减少要硬件的成本，很适合用于各种需要计数和计时的生产设备；由于采用的是无线网络，在旧设备上的安装也很方便，省去了布线的麻烦；可以使更多的工厂提高管理水平，提高工作效率，减少人工成本。
【附图说明】
[0008]下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0009]图1是本实用新型的节点模块电路原理图。
[0010]图2是实用新型的主模块电路原理图。
【具体实施方式】
[0011]请参阅图1和图2所示，本实用新型基于无线网络的生产数据采集与监控装置，包括一主模块及至少一个节点模块，所述主模块包括一 wifi模块及第一 ZigBee模块，所述wifi模块连接至所述第一 ZigBee模块；每个所述节点模块包括一单片机、第二 ZigBee模块、电容Cl、电容C2、电阻R3及一双掷开关S，所述第二 ZigBee模块的串行输入引脚与所述单片机上的串行输出引脚相连，所述第二 ZigBee模块上的串行输出引脚与单片机上的串行输入引脚相连，所述单片机的电源引脚及第二 ZigBee模块的电源引脚连接至一电源，所述电容Cl两端部接于所述单片机的电源引脚及接地引脚之间，所述电容C2两端部接于所述第一 ZigBee模块的电源引脚及接地引脚之间，所述双掷开关S的a端连接至单片机的Pl.5引脚，所述双掷开关S的b端连接至电源，所述双掷开关S的c端通过电阻R3接地，所述单片机的接地引脚接地，所述第二 ZigBee模块的接地引脚接地；所述第一 ZigBee模块无线连接至所述第二ZigBee模块，所述节点模块还包括电阻Rl及工作指示灯D1，所述单片机Pl.1连接至所述工作指示灯Dl的一端，所述工作指示灯Dl另一端通过电阻Rl接地，所述节点模块还包括电阻R2及寻址指示灯D2，所述单片机Pl.0连接至所述寻址指示灯D2的一端，所述寻址指示灯D2另一端通过电阻R2接地。
[0012]如图1及图2所示，本实用新型一种【具体实施方式】如下:
[0013]Zigbee网络的主模块模块配置为中心协调器(coordinator)，节点模块模块配置为路由器(router)。当各模块上电后就能自动组网，主模块会自动分配地址给所有节点模块。第一 Zigbee模块及第二 Zigbee模块带有串行口，数据通过串行口发送与接收，再以无线的方式在各节点中传输，相当于用无线的方式将这些串行口连接起来。每个ZigBee无线通信模块可通过串口指令配置数据传输格式，节点类型，无线电频道及自定义地址。
[0014]主模块上的第一 ZigBee模块和wifi模块同样通过两模块上的串行通信线相连接，第一 Zigbee模块收到的数据便可以传到wifi模块，由wifi模块转成IP数据包经企业网送入服务器。从服务器发出的命令则通过以上的相反路径传至各车间的设备节点。
[0015]在ZigBee网络中，每个节点模块都有一个唯一的节点地址，这个地址作为车间设备节点的网络地址，需要与设备号一一对应，方能得知生产数据来自于哪一个设备，这一点对保证整个系统的数据通信的正确至关重要。在系统安装之初，服务器先获取全网络各节点的地址，再从手持终端设备界面上选择这些节点，每选择一个节点，便向服务器发送节点的寻址命令，服务器将寻址命令发给ZigBee网络中的各节点模块，当某个节点模块的地址匹配成功时，该节点模块上的单片机会使节点上的寻址指示灯闪烁10次后熄灭，提示用户刚才选择的地址为此设备的地址，用户可以将此设备的编号输入手持终端，使设备编号与节点地址相关联。以这一方法，可将所有的设备节点的设备编号与节点地址相关联。
[0016]车间主模块的电路原理图如图2所示，第一 ZigBee模块是芯片CC253099 (U4)，此模块为ZigBee网络的主模块，wifi模块为芯片HK_RM04(U3)，U4的串行输入引脚MCU_RX与wifi模块的串行输出引脚UART_TX相连，U4串行输出引脚MCU_TX与wifi模块的串行输入引脚UART_RX相连。以实现两模块间的串行通信。主模块的主要功能是将ZigBee主模块通过Wifi或是网口连接到路由器，再经路由器连接到服务器，实现ZigBee网络与服务器间的通信。
[0017]车间设备节点的电路原理图如图1所示，第二 ZigBee模块为芯片CC253099 (U2)，单片机为芯片IAP15W205S(U1)，其为STC产生的51系列的单片机。U2上P0_2为串行输入引脚与Ul上的串行输出引脚TxD_2相连，U2上的P0_3为串行输出引脚与Ul上的串行输入引脚RxD_2相连，以实现单片机与ZigBee从节点模块的串行通信。
[0018]生产设备需要采集的数据分为两种，一种是机器开机时长计时，另一种是计数机器生产的产品个数。每一台生产设备要求采集的数据只是其中的一种。生产设备本身会提供相应的信号，计时的设备会在开机时提供一个5V的电平信号，关机时提供一个OV的电平信号，可采用这一信号做为计时开始与停止的信号。计数的设备会提供一组方波脉冲信号，每生产一个产品就产生一个脉冲。因此用节点中的单片机要在以上两种工作状态中切换。为了能实现在这两种工作模式间转换，在单片机的Pl.5 口上接有一个模式转换开关S，当开关S为高电平信号时，单片机工作在计时状态，反之为计数状态。通过单片机Pl.2 口接收生产设备提供的计数脉冲信号或电平信号。当设备工作在计数模式时，设置单片机的定时器/计数器为计数器模式，将Pl.2 口的作为外部计数脉冲输入端，单片机内部计数器开始计数从而得到产量数据；当设备工作在计时模式时，Pl.2 口设定为外部计时信号输入端，单片机从Pl.2 口查询设备送来的电平信号，高电平表示设备正在工作，定时器对工作时间计时，低电平表示设备停止工作，计时停止。只用一个单片机Pl.2 口接收两种信号的方法，可以使现场的接线变得简单，输入口的结构也被简化。以上两种情况下得到的数据，均通过单片机的串行口 2传输给第一 ZigBee模块，经无线网传送给服务器。
[0019]在单片机Ul的Pl.0 口和Pl.1 口上各接有一个LED指示灯，分别是工作指示灯Dl和寻址指示灯D2。工作指示灯Dl是用来表示当前生产设备是否正在工作。寻址指示灯D2的是当单片机检测到手持终端发送来的地址与本节点地址匹配时，即发生闪烁，用户可据此查找到设备并在手持终端上输入设备编号。
[0020]虽然以上描述了本实用新型的【具体实施方式】，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。
【主权项】
1.一种基于无线网络的生产数据采集与监控装置，其特征在于:包括一主模块及至少一个节点模块，所述主模块包括一 Wifi模块及第一 ZigBee模块，所述wifi模块连接至所述第一 ZigBee模块；每个所述节点模块包括一单片机、第二 ZigBee模块、电容Cl、电容C2、电阻R3及一双掷开关S，所述第二 ZigBee模块的串行输入引脚与所述单片机上的串行输出引脚相连，所述第二 ZigBee模块上的串行输出引脚与单片机上的串行输入引脚相连，所述单片机的电源引脚及第二 ZigBee模块的电源引脚连接至一电源，所述电容Cl两端部接于所述单片机的电源引脚及接地引脚之间，所述电容C2两端部接于所述第一 ZigBee模块的电源引脚及接地引脚之间，所述双掷开关S的a端连接至单片机的Pl.5引脚，所述双掷开关S的b端连接至电源，所述双掷开关S的c端通过电阻R3接地，所述单片机的接地引脚接地，所述第二 ZigBee模块的接地引脚接地；所述第一 ZigBee模块无线连接至所述第二ZigBee 模块。2.如权利要求1所述的一种基于无线网络的生产数据采集与监控装置，其特征在于:所述节点模块还包括电阻Rl及工作指示灯D1，所述单片机Pl.1连接至所述工作指示灯Dl的一端，所述工作指示灯Dl另一端通过电阻Rl接地。3.如权利要求1所述的一种基于无线网络的生产数据采集与监控装置，其特征在于:所述节点模块还包括电阻R2及寻址指示灯D2，所述单片机Pl.0连接至所述寻址指示灯D2的一端，所述寻址指示灯D2另一端通过电阻R2接地。
【专利摘要】本实用新型提供了一种基于无线网络的生产数据采集与监控装置，包括一主模块及至少一个节点模块，所述主模块包括一wifi模块及第一ZigBee模块，所述wifi模块连接至所述第一ZigBee模块；每个所述节点模块包括一单片机、第二ZigBee模块、电容C1、电容C2、电阻R3及一双掷开关S；降低了工厂管理成本，便于用户使用。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN204695036
【申请号】CN201520309008
【发明人】陈丹, 方正, 黄育彬, 林晓东
【申请人】泉州师范学院
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年5月14日