一种摊铺机挂线基准监控器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种摊铺机挂线基准监控器，包括四个拉压传感器，四个具有无线发送和报警功能的监控器子机，一个具有无线接收和短信发送功能的监控器母机和充电器；其中各拉压传感器通过挂钩分别与挂线的两端相连，且各拉压传感器分别通过导线与各监控器子机相连，监控器子机通过无线方式与监控器母机连接。该监控器能够实时计算施加在拉力传感器两端的拉力值，并通过无线网络将拉力值发送到监控器母机，并由监控器母机把监测到的子机拉力值以短信的方式发送到设定的手机上。
【专利说明】一种摊铺机挂线基准监控器
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于无线网络设备【技术领域】，涉及摊铺机的监控器，尤其是一种可以 利用无线网络实时对挂线基准的拉力值进行监控，并在挂线拉力值超过规定要求时自动 发出报警提示信息的监控器。
【背景技术】
[0002] 在路面机械施工中，接触式传感器加钢丝绳的找平方式是浙青摊铺机、水稳摊铺 机和滑模摊铺机施工中常用的方法，被称为绝对基准。测量和挂线是否准确，钢丝绳的张紧 程度如何，以及挂线高度和挠度直接影响了铺层的标高和平整度。在施工现场经常出现挂 线的拉力不足或者挂线在施工过程中发生的松弛，产生挠度，或者拉力过大都会对已测挂 线点标高产生影响，导致铺层产生波浪、平整度变差、铺层不均匀、高程发生变化等现象。国 家和行业规范规定了拉力值要求，但是由于目前没有专用的挂线拉力监测手段，在施工过 程中很难及时掌握和发现存在的问题。
[0003] 基于此我们开发了摊铺机挂线基准监控器，可以实时对挂线拉力进行监控，并在 拉力超过规定要求时自动发出报警提示信息。 实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种摊铺机挂线基准监控 器，该监控器能够实时计算施加在拉力传感器两端的拉力值，并通过无线网络将拉力值发 送到监控器母机，并由监控器母机把监测到的子机拉力值以短信的方式发送到设定的手机 上。
[0005] 本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0006] 这种摊铺机挂线基准监控器，包括四个拉压传感器，四个具有无线发送功能的监 控器子机，一个具有无线接收功能的监控器母机和充电器；其中所述各拉压传感器通过挂 钩分别与挂线的两端相连，且各拉压传感器分别通过导线与各监控器子机相连，所述监控 器子机通过无线方式与监控器母机连接。
[0007] 进一步，上述拉压传感器采用双梁式"S"型结构的小量程拉压传感器。
[0008] 进一步，上述监控器子机包括第一单片机以及分别与所述第一单片机连接的第一 无线数传模块、第一数模转换器以及三色LED ;所述第一数模转换器的输入端连接至拉压 传感器的输出端。
[0009] 上述第一单片机采用STC11系列8051单片机；所述无线数传模块采用APC250 ;所 述数模转换器采用CS5523。
[0010] 进一步，上述监控器母机包括第二单片机以及分别与所述第二单片机连接的第二 无线数传模块、显示驱动模块以及短信模块；所述显示驱动模块连接有数码管。
[0011] 上述第二单片机采用宏晶8051-STC12C5A60AD/S2系列的STC12C5A32SA单片机； 所述第二无线数传模块采用APC250 ;所述显示驱动模块采用智能显示驱动芯片ZLG7289 ; 所述短信模块为GPRS透传模块。
[0012] 进一步，上述监控器母机采用手提式。
[0013] 本实用新型具有以下有益效果：
[0014] 本实用新型的摊铺机挂线基准监控器采用具有无线发送和报警功能的监控器子 机和具有无线接收和短信发送功能的监控器母机，来配合拉压传感器实现对挂线拉力的监 测，本实用新型由监控器子机实时计算施加在拉力传感器两端的拉力值，并且并在拉力超 过规定要求时自动发出报警提示信息，而且其还通过无线网络将拉力值发送到监控器母 机，监控器母机能够把监测到的子机拉力值以短信的方式发送到设定的手机上，从而使工 作人员能够方便的实时监测挂线拉力。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1为本实用新型的连接框图；
[0016] 图2为本实用新型的监控器子机电路连接原理图；
[0017] 图3为本实用新型的监控器母机电路接线原理图。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
[0019] 参见图1，本实用新型摊铺机挂线基准监控器，包括四个拉压传感器，四个具有无 线发送和报警功能的监控器子机，一个具有无线接收和短信发送功能的监控器母机和充电 器；其中所述各拉压传感器通过挂钩分别与挂线的两端相连，且各拉压传感器分别通过导 线与各监控器子机相连，所述监控器子机通过无线方式与监控器母机连接。在本实用新型 的最佳实施例中，监控器母机采用手提式。拉压传感器采用双梁式"S"型结构的小量程拉 压传感器，该双梁式"S"型结构的小量程拉压传感器，其拉压输出对称性好、量程范围广，精 度高、抗偏载能力强，结构紧凑、安装方便等；广泛应用于机电综合称、料斗称等各种试件的 拉压力测量及工业控制场合。其原理是把应变片用特殊胶粘剂粘固在弹性体上，制成惠斯 登电桥的应变电阻。当弹性体受力变形时，应变片电阻值也发生变化，电桥输出相应的电 信号。其供桥电压为为5?15VDC (推荐10V)，量程为0?100、200、300、500kg，灵敏度为 1. 000?2. 000mV/V，输入阻抗为380Ω ±2%，输出阻抗为350Ω ±1%，重复性为0. 〇2%F. S， 非线性为〇. 〇3%F. S，滞后为0. 03%F. S，工作温度为-10?60°C，绝缘电阻为500M Ω，允许过 载为 120%，温漂为 0. 002%F. S/10°C。
[0020] 拉压传感器采集挂线的拉压数据，经监控器子机实时计算后，通过无线网络将拉 力值发送到监控器母机，同时由监控器母机把监测到的监控器子机拉力值以短信的方式发 送到设定的手机上，以告知远离施工现场的人员摊铺机在摊铺过程中挂线是否准确。监控 器子机同时还有在拉力达标(绿灯亮)、拉力过载(红灯亮)、拉力未达标(黄灯亮）的警示功 能。
[0021] 参见图2,所述监控器子机包括第一单片机以及分别与所述第一单片机连接的第 一无线数传模块、第一数模转换器以及三色LED ;所述第一数模转换器的输入端连接至拉 压传感器的输出端。其中，在本实用新型的最佳实施例中，第一单片机采用STC11系列8051 单片机；无线数传模块采用APC250 ;数模转换器采用CS5523。
[0022] 本实用新型监控器子机中的单片机采用STC11系列8051单片机，该微控制器具有 4K内部可擦写程序存储器和20个输入/输出端口，且通过高集成的数模转换器CS5523进 行信息转换。CS5523的CS端接单片机的P1. 0脚，当CS处于低电平时，端口可识别SCLK， SD0引脚输出高阻态，CS应在SCLK=0时才改变状态。SDI引脚接单片机的PL 1脚，用于串 行数据输入，数据输入速率由SCLK决定。SD0引脚接单片机的P1. 2脚，用于串行数据输出， 当CS=1时，SD0输出为高阻态。SCLK引脚接单片机的P1. 3脚，为传输数据提供时钟，SCLK 引脚的时钟信号决定了 SDI/SD0引脚数据输入/输出的速率，该时钟输入有一个施密特触 发器，它允许缓慢上升的时间信号，只有当CS处于低电平时，SCLK引脚才能识别时钟。
[0023] 监控器子机的工作原理为：小量程拉压传感器将挂线的拉压信息采集之后，通过 IN+和IN-接口传送到高集成的数模转换器CS5523,再由CS5523进行A/D转换，经CS，SDI， SDO, SCKL 四段将信号送入 STC11F04E 单片机的 PL 0，P1. 1，P1. 2，P1. 3 四端，STC11RME 单 片机对采集的拉压数据进行分析与判断。一路由P 3. 2, P 3. 3, P 3. 4 口送到三色LED中， 当施加在拉力传感器两端的拉力值达标时绿灯亮，过载时红灯亮，为达标时黄灯亮。另一路 由P3. 5, P1. 4, P3. 7分别与无线数传模块APC250的电源使能端EN，工作状态指示脚AUX及 SET端相连，通过无线网络向外发射信息。
[0024] 此监控器子机中的无线数传模块采用深圳市安美通科技有限公司的 APC250，该无线数传模块的发射功率最大lOOmw (20dBm± 1 dBm7级可调），接收灵敏度 为-121dBm@1200bps，空中传输速率和接口速率分别为1200-19200bps和1200-57600bps， 工作湿度为10%?90% (无冷凝)，工作温度-30°C -85°C，电源3. 4 - 5. 5V (± 100mV纹波）， 发射电流兰100mA@100mW (接50欧姆天线），接收电流兰20mA，休眠电流兰3. OuA，休眠至工 作时间f 20uS，具有1800米传输距离（1200bps开阔地可视距离），其设置的可擦写次数为 300K，尺寸 32. Imml8. 3mm χ7· 0mm。
[0025] 参见图3,本实用新型的监控器母机包括第二单片机以及分别与所述第二单片 机连接的第二无线数传模块、显示驱动模块以及短信模块；所述显示驱动模块连接有数码 管。在本实用新型的最佳实施例中，第二单片机采用宏晶8051- STC12C5A60AD/S2系列的 STC12C5A32SA单片机；所述第二无线数传模块采用APC250 ;所述显示驱动模块采用智能显 示驱动芯片ZLG7289。
[0026] 在本实用新型最佳实施例中，监控器母机中单片机选用具有超强抗干扰能力，很 难解密的宏晶8051-STC12C5A60AD/S2系列的STC12C5A32SA单片机，该单片机的工作电压 为5. 5?3. 5V，其拥有32K字节片内Flash程序存储器，擦写次数达10万次以上。超低功 耗，当处于掉电模式时，外部中断唤醒功耗小于0. 1微安，支持下降沿/上升沿/低电平和 远程唤醒，可适用于电池供电系统，如水表、气表、便携设备等，当处于空闲模式时，典型功 耗小于1. 3晕安，正常工作模式为2至7晕安。
[0027] 此外，本实用新型的监控器母机中采用具有串行接口的，可同时驱动8位共阴式 数码管(或64只独立LED)的智能显示驱动芯片7289来完成传感器两端拉力值的显示。该 芯片同时还可连接多达64键的键盘矩阵，其内部还含有译码器，可直接接受BCD码或16进 制码，并同时具有2种译码方式，此外，还具有多种控制指令，如消隐、闪烁、左移、右移、段 寻址等。
[0028] 本实用新型监控器母机的工作原理为：监控器母机中的第二无线数传模块 APC250在接收到监控器子机发射过来的无线网络之后，通过其电源使能端EN，工作状态指 示脚AUX及SET端与单片机STC12C5A32S2中的P14、P15、P16脚相连，而向单片机传送信 息。一方面单片机STC12C5A32S2经其P32、P22、P21、P20分别与智能显示驱动芯片7289的 KEY端，nCS端，CLK端及DIO端相连将子机传送过来的信息传送给智能显示驱动芯片7289， 智能显示驱动芯片7289将传送过来的信息分析判断之后经数码管SMG将拉压传感器两端 的拉力值显示出来。另一方面单片机STC12C5A32S2经P12、P13分别与短信模块的RXD脚 与TXD脚相连，将每一组拉力值以短信的形式告知固定的手机用户。其中短信模块由南京 汇驰信息技术有限公司针对行业用户和初学者设计的一款高性能多功能ARM-GPRS/SMS开 发板。板载 LPC2132(ARM7CPU)、FM24CL16(铁电存储芯片），可搭载 TC35i、MC39、GTM900B 三种型号模块。LPC2132芯片UART1已在板上与无线模块串口相连，用户无需任何跳线即可 进行GPRS/SMS应用开发。开发板提供应用程序框架和开发环境，模块小巧玲珑，易于集成。 本实用新型的短信模块是GPRS透传模块，其是南京汇驰信息技术有限公司针对行业用户 及GPRS初学者提出的一站式解决方案，用户只需设计一个外壳即可拥有自己的GPRS DTU。 模块内置虚拟IP协议，使用时只需设置几个简单的参数就可以让串口设备具有无线上网 功能。南京汇驰信息技术有限公司还架设了专用虚拟IP服务器，小规模用户使用时无需办 理固定IP业务即可享受透传服务，真正做到即接即用。为了方便用户开发上位机软件，南 京汇驰信息技术有限公司免费提供透传控件（vip. ocx)及使用例程，用户可以方便的编写 应用软件。对于传统串口应用软件，南京汇驰信息技术有限公司有偿提供虚拟串口套件，使 用时用户不需更改任何应用软件即可让远程串口设备与本机建立连接，缩短开发周期和节 省项目经费。而短信（SMS)报警器由12V/1000mA直流供电，内置800mA锂电池后备电源； 有4路报警输入通道，4路控制输出通道，4路AD采集通道，1路DA输出通道，通道检测周期 〇. 1秒；5个报警接收终端，内置硬件复位电路，报警延迟时间小于1秒，掉电待机时间大于 24小时；超小体积，超低功耗，全中文短信息，全中文操作指令。报警特性：各通道相互独立 工作，采用末端电阻匹配监测技术，无论是剪线还是短接线路报警器均能监测。
【权利要求】
1. 一种摊铺机挂线基准监控器，其特征在于，包括四个拉压传感器，四个具有无线发送 和报警功能的监控器子机，一个具有无线接收和短信发送功能的监控器母机和充电器；其 中所述各拉压传感器通过挂钩分别与挂线的两端相连，且各拉压传感器分别通过导线与各 监控器子机相连，所述监控器子机通过无线方式与监控器母机连接。
2. 根据权利要求1所述的摊铺机挂线基准监控器，其特征在于，所述监控器子机包括 第一单片机以及分别与所述第一单片机连接的第一无线数传模块、第一数模转换器以及三 色LED ;所述第一数模转换器的输入端连接至拉压传感器的输出端。
3. 根据权利要求2所述的摊铺机挂线基准监控器，其特征在于，所述第一单片机采用 STC11系列8051单片机；所述无线数传模块采用APC250 ;所述数模转换器采用CS5523。
4. 根据权利要求1所述的摊铺机挂线基准监控器，其特征在于，所述监控器母机包括 第二单片机以及分别与所述第二单片机连接的第二无线数传模块、显示驱动模块以及短信 模块；所述显示驱动模块连接有数码管。
5. 根据权利要求4所述的摊铺机挂线基准监控器，其特征在于，所述第二单片机采用 宏晶8051- STC12C5A60AD/S2系列的STC12C5A32SA单片机；所述第二无线数传模块采用 APC250 ;所述显示驱动模块采用智能显示驱动芯片ZLG7289 ;所述短信模块为GPRS透传模 块。
【文档编号】E01C23/01GK203909994SQ201420076881
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年2月21日 优先权日:2014年2月21日
【发明者】刘洪海, 张志耕, 尹峰, 刘世清, 董进勇, 朱东升, 朱杰尧, 程永龙, 廖昊 申请人:长安大学