一种纤维织物纬斜在线检测系统的制作方法

本实用新型属于纺织设备技术领域，具体涉及一种纤维织物纬斜在线检测系统。

背景技术：

现阶段，国内的大型纺织企业主要采用国外的检测技术和整纬装置，但由于其价格昂贵，给大部分中小企业带来困惑。上世纪90年代，国内一些纺织机械制造企业开始研制织物在线检测系统和整纬装置，使其成本大幅降低，得到了较好的社会效益，但采用的大多是国外前代产品或淘汰的产品技术，与当今技术水平相比普遍偏低。面对全球经济一体化的冲击，国内纺织市场将面临巨大挑战，更进一步提高生产效率并提升织物品质将对纤维织物在线检测装置提出更高的要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种纤维织物纬斜在线检测系统，以实现纤维织物纬斜角度和表面温度的在线检测。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种纤维织物纬斜在线检测系统，包括：上位机、数据汇总节点和若干织物在线检测节点；其中所述织物在线检测节点适于采集织物纬斜角度和织物表面温度，并通过CAN总线将采集到的数据发送至数据汇总节点；所述数据汇总节点适于汇总各织物在线检测节点采集的数据，并通过以太网将汇总到的数据发送至上位机。

进一步，所述织物在线检测节点包括：主控制器、与该主控制器相连的前端信号采集模块；所述前端信号采集模块包括：织物纬斜信号检测模块和红外 温度检测模块；其中所述织物纬斜信号检测模块适于采集织物纬斜角度信息；以及所述红外温度检测模块适于采集织物表面温度信息。

进一步，所述织物纬斜信号检测模块包括：步进电机、旋转光电探头以及与该旋转光电探头输出端依次相连的放大电路、滤波电路、隔离电路；

所述主控制器通过一步进电机驱动电路驱动步进电机使旋转光电探头微步旋转，所述旋转光电探头在微步旋转的同时将采集的数据依次经过放大电路、滤波电路、隔离电路后传输至主控制器，以获得最终织物纬斜角度信息。

进一步，所述红外温度检测模块包括一红外温度传感器，所述红外温度传感器通过SMbus总线将温度信息发送至主控制器。

进一步，所述数据汇总节点包括：嵌入式微控制器、与该嵌入式微控制器相连的显示模块和通信模块；其中所述显示模块适于实时显示各织物在线检测节点的工作状态；所述通信模块适于实现数据汇总节点与上位机以及各织物在线检测节点间的数据传输；以及所述通信模块包括CAN总线接口电路和以太网接口电路。

进一步，所述上位机还适于通过USB-CAN适配器接入CAN总线网络，以作为软件升级服务器端，对数据汇总节点和各织物在线检测节点进行在线升级。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的纤维织物纬斜在线检测系统利用旋转光电探头和红外温度传感器实现了纤维织物纬斜角度和表面温度的在线检测，并将嵌入式技术有机的融入到系统中，提高了检测的精度和实时性，提升了纺织机械的数字化、智能化、网络化水平。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本纤维织物纬斜在线检测系统的网络拓扑示意图；

图2是本纤维织物纬斜在线检测系统中织物纬斜信号检测模块的原理框图。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示，本实施例提供了一种纤维织物纬斜在线检测系统，包括：上位机、数据汇总节点和若干织物在线检测节点；其中所述织物在线检测节点适于采集织物纬斜角度和织物表面温度，并通过CAN总线将采集到的数据发送至数据汇总节点；所述数据汇总节点适于汇总各织物在线检测节点采集的数据，并通过以太网将汇总到的数据发送至上位机。

可选的，所述上位机适于分析数据汇总节点汇总到的数据，并实时显示分析结果。

具体的，所述上位机对数据汇总节点的数据进行汇总，便于后续进行分析，即实时显示纤维织物表面温度、纬斜角度和纬纱变形情况的分析结果，分析结果例如但不限于采用图表的方式。

所述织物在线检测节点包括：主控制器、与该主控制器相连的前端信号采集模块；所述前端信号采集模块包括：织物纬斜信号检测模块和红外温度检测模块；其中所述织物纬斜信号检测模块适于采集织物纬斜角度信息；以及所述红外温度检测模块适于采集织物表面温度信息。

如图2所示，所述织物纬斜信号检测模块包括：步进电机、旋转光电探头以及与该旋转光电探头输出端依次相连的放大电路、滤波电路、隔离电路；所述主控制器通过一步进电机驱动电路驱动步进电机使旋转光电探头微步旋转，所述旋转光电探头在微步旋转的同时将采集的数据依次经过放大电路、滤波电 路、隔离电路后传输至主控制器，以获得最终织物纬斜角度信息。

具体的，所述步进电机采用两相混合式A3981，输出力矩大，步距精度高，基本步距角一般为1.8°/步，通过十六细分驱动电路，可以使步进电机达到0.2°精度。

具体的，所述旋转光电探头包括一硅光电池，优选的，所述硅光电池采用深圳龙信达科技有限公司的可见光到近红外型硅光电池LXD66MK，LXD66MK具有很小的暗电流，在无光照并加入1V反向电压情况下暗电流为5×10-11A，光谱相应范围为360nm-1100nm，在光谱900nm处为峰值。硅光电池可以将透过纤维织物的平行光信号转换为电信号。

所述放大电路例如但不限于采用CMOS运算放大器OPA2350作为放大电路的运放；所述滤波电路例如但不限于采用FET输入运算放大器AD824AR；所述隔离电路选用电压跟随器，实现前后级之间的隔离，提高信号的稳定性。

所述红外温度检测模块包括一红外温度传感器，所述红外温度传感器通过 SMBus总线将温度信息发送至主控制器。

具体的，所述红外温度传感器采用MELEXIS公司的非接触式红外温度传感器MLX90164，MLX90164由两部分组成：MLX81101和MLX90302。其中，MLX81101为红外热电堆传感器，MLX90302为信号处理专用芯片。MLX90614采用SMBus(系统管理总线)模式与主控制器进行连接。MLX90614的SCL、SDA引脚与主控制器的两个GPIO口相连。

所述数据汇总节点包括：嵌入式微控制器、与该嵌入式微控制器相连的显示模块和通信模块；其中所述显示模块适于实时显示各织物在线检测节点的工作状态；所述通信模块适于实现数据汇总节点与上位机以及各织物在线检测节点间的数据传输。

具体的，所述主控制器、嵌入式微控制器均可以采用一款基于ARM Cortex-M4/M0内核的LPC4357，该微控制器由CAN内核、消息RAM、消息处理器、控制寄存器和APB接口等组成，同时LPC4357芯片内部集成了LCD控制器、以太网控制器。

具体的，所述显示模块采用4.3寸TFT电阻触摸屏MY-TFT043作为数据汇总节点的LCD显示模块。MY-TFT043的屏幕分辨率为480×272，工作温度为-20℃-+70℃，供电方式采用3.3V和5V电源同时供电。

可选的，所述数据汇总节点还包括电源电路、复位电路、JTAG接口电路。

所述通信模块包括CAN总线接口电路和以太网接口电路。

具体的，所述CAN总线接口电路采用CTM8251T隔离收发器，隔离电压为2500V，采用5V电源供电；所述主控制器也连接相应CTM8251T隔离收发器(图1中未画出)

具体的，所述以太网接口电路采用HR91105A连接器作为以太网连接器，连接器中集成了网络隔离变压器和RJ45接口。隔离变压器使数据汇总节点与外部网络线路相互隔离，以防止干扰进入系统，并具有带电插拔功能。

同时，所述LPC4357中的以太网控制器与PHY芯片DP83848VYB采用RMII接口连接。

所述嵌入式微控制器通过触摸屏控制器与显示模块相连。

具体的，所述触摸屏控制器与LPC4357控制器的X+，X-，Y+，Y-引脚相连；所述触摸屏控制器选用TSC2406芯片，采用SPI接口与微控制器进行通信。TSC2406通过一个A/D转换器将触摸信号进行转换，当有触摸事件产生时，PENIRQ引脚触发微控制器的外部中断，通过中断程序实现触摸事件的处理，并将触摸屏幕的坐标位置信息通过SPI总线送到微控制器进行处理。

所述上位机还适于通过USB-CAN适配器接入CAN总线网络，以作为软件升级服务器端，对数据汇总节点和各织物在线检测节点进行在线升级。

具体的，所述数据汇总节点软件和各织物在线检测节点采用基于CAN总线的节点软件在线升级方案，CAN总线作为数据传输通道，设计基于CAN总线的在线升级协议，上位机的在线升级服务器程序通过CAN总线网络与数据汇总节点、各织物在线检测节点Bootloader通信，最终实现数据汇总节点软件和各织物在线检测节点在线升级功能。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。