基于ZigBee技术的无线编码器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种基于ZigBee技术的无线编码器，它包括：采集编码器主轴位置信号的数据采集模块、数据处理模块、ZigBee模块以及电源模块，所述数据采集模块的输出端连接数据处理模块，数据处理模块与ZigBee模块相连。该无线编码器基于ZigBee无线网络技术，编码器通过无线信号与主机通讯。其优点是：1.通过无线发射与上级系统通讯，安装调试灵活方便，特别是在多个终端的情况下，大大节约了布设有线数据采集设备而消耗的人力物力，实现远程监控。2.由于ZigBee技术的特点，其具有短时延，高容量，高安全的特点。同时通过路由和节点间通信的接力，可以实现远距离传输。3.基于ZigBee的特性，易于组成网络，实现多个终端的实时监控查询和预警。
【专利说明】
基于Z i gBee技术的无线编码器
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种无线编码器，具体是一种基于ZigBee技术的无线编码器。
【背景技术】
[0002]编码器是一种可以把角位移或直线位移转换成电信号的设备。传统的编码器跟上级系统之间信号的传输是通过信号线来实现的，即有线传输。反复的布设有线数据采集系统和设备需要消耗大量人力和物力，安装和调试都很不方便，不利于实现多个终端的远程监控。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服上述不足之处，提供一种无线编码器，能够大大简化安装和调试过程，实现上级系统的远程监控和管理功能。
[0004]按照本实用新型提供的技术方案，所述无线编码器包括:采集编码器主轴位置信号的数据采集模块、数据处理模块、ZigBee模块以及电源模块，所述数据采集模块的输出端连接数据处理模块，数据处理模块与ZigBee模块相连，电源模块分别为数据采集模块、数据处理模块、ZigBee模块提供工作电源。
[0005]所述的ZigBee模块可采用以下三种方案来实现:
[0006](a)采用ZigBee单芯片，ZigBee单芯片上集成互相连接的微处理器和ZigBee射频模块。ZigBee单芯片上集成的微处理器一般采用8051、AVR或者Cortex-M。
[0007](b)所述的ZigBee模块包括集成ZigBee协议栈的单芯片和外部的微处理器，外部的微处理器通过UART或SPI接口与集成Z i gBee协议栈的单芯片相连。
[0008](c)所述的ZigBee模块包括ZigBee射频芯片和外部的微处理器，外部的微处理器通过SPI接口与ZigBee射频芯片相连。
[0009]具体的，所述的数据处理模块采用DSP芯片。
[0010]本实用新型具有以下优点:
[0011]1.通过无线发射与上级系统通讯，安装调试灵活方便，特别是在多个终端的情况下，大大简化了系统的布线，节约人力物力，实现远程监控；
[0012]2.由于ZigBee技术的特点，其具有短时延，高容量，高安全的特点。同时通过路由和节点间通信的接力，可以实现远距离传输。
[0013]3.基于ZigBee的特性，易于组成网络，实现多个终端的实时监控查询和预警。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型电路框图。
[0015]图2为本实用新型的通讯网络示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
[0017]如图1所示，本实用新型主要包括采集编码器主轴位置信号的数据采集模块2、数据处理模块3、ZigBee模块4以及电源模块I，所述数据采集模块2的输出端连接数据处理模块3，数据处理模块3与ZigBee模块4相连。由电源模块I提供合适的工作电源给其他模块;数据采集模块2采集编码器主轴的位置信号(比如通过磁感应)，将采集的信号传给数据处理模块3;数据处理模块3将处理后的数据发送给ZigBee模块4; ZigBee模块4将信号发送给上级系统。
[0018]所述的ZigBee模块4可采用以下三种方案来实现:
[0019](a)ZigBee 单芯片方案。
[0020]此方案为集成MCU(微处理器)和RF(射频)的SOC(片上系统)，集成的MCU—般为805UAVR或者Cortex-M，具有集成度高，开发方便等特点。单芯片方案针对电池供电、无线采集等应用能有效降低功耗和PCB板面积。
[0021](b)集成ZigBee协议栈单芯片+MCU方案。
[0022]此方案ZigBee协议栈运行在RF芯片上，外部MCU通过UART/SPI等接口与之通讯。由于外部MCU不需要运行协议栈，可以极大减轻MCU负荷，可灵活选用合适MCU以降低成本和促进开发进度。芯片方案与单芯片一致。
[0023](C)ZigBee RF芯片+MCU 方案。
[0024]此方案ZigBee协议栈运行在M⑶上，外部MCU通过SPI等接口与之通讯。因外部MCU需要运行协议栈，对MCU性能及存储空间有要求，系统开发难度也会增加。
[0025]使用时，只要将本实用新型所述的无线编码器接通电源，该无线编码器就可以将编码器主轴位置信号通过无线发射传输给上级系统，实现远程监控。
[0026]利用本实用新型和ZigBee网络可以构建无线的数据采集系统。整个系统架构划分为三层:采集终端层、中继传输层和应用管理层。采集终端层起执行者的作用，主要负责采集编码器的数据。中继传输层设备作为中继多跳数据设备使用，并将终端采集设备发送给它的数据转发至中心节点设备，中心节点设备通过串口发送给监控中心。应用管理层主要是监控中心，起决策者的作用，负责数据的分析判断，实现远程实时监控查询和预警。
[0027]如图2所示，由本实用新型构成的采集终端起到一个关键的作用，将终端采集到的数据通过zigbee网络发送给协调器；中继路由起到数据中继传输的作用；协调器起到接收数据的作用，并将这个终端发送过来的数据通过串口发送给监控中心；监控中心起到一个接收监控的作用，图形化界面可以直观显示终端发送过来的数据，直观显示每个编码器的主轴位置，监控中心可同时分布几个，方便及时查看。同时该方案也支持手持设备，智能手机和平板使用APP软件连接数据库查看监控中心信息。
[0028]本实用新型的技术方案成熟可靠，可以轻松实现多个从机的远程监控，安装方便，简化系统线路。
【主权项】
1.基于ZigBee技术的无线编码器，其特征是，包括:采集编码器主轴位置信号的数据采集模块(2)、数据处理模块(3)、ZigBee模块(4)以及电源模块(I)，所述数据采集模块(2)的输出端连接数据处理模块(3)，数据处理模块(3)与ZigBee模块(4)相连，电源模块(I)分别为数据采集模块(2)、数据处理模块(3)、ZigBee模块(4)提供工作电源。2.如权利要求1所述的基于ZigBee技术的无线编码器，其特征是:所述的ZigBee模块(4)采用ZigBee单芯片，ZigBee单芯片上集成互相连接的微处理器和ZigBee射频模块。3.如权利要求2所述的基于ZigBee技术的无线编码器，其特征是:所述ZigBee单芯片上集成的微处理器采用8051、AVR或者Cortex-M。4.如权利要求1所述的基于ZigBee技术的无线编码器，其特征是:所述的ZigBee模块(4)包括集成ZigBee协议栈的单芯片和外部的微处理器，外部的微处理器通过UART或SPI接口与集成ZigBee协议栈的单芯片相连。5.如权利要求1所述的基于ZigBee技术的无线编码器，其特征是:所述的ZigBee模块(4)包括ZigBee射频芯片和外部的微处理器，外部的微处理器通过SPI接口与ZigBee射频芯片相连。6.如权利要求1所述的基于ZigBee技术的无线编码器，其特征是:所述的数据处理模块(3)采用DSP芯片。
【文档编号】G08C17/02GK205541391SQ201620206701
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年3月17日
【发明人】计晓春, 戴宇林, 王俊云
【申请人】无锡森智普电子科技有限公司