专利名称：一种用于工程机械的蓝牙无线测量系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于工程机械的蓝牙无线测量系统，本实用新型主要采用了 分布式数据采集和蓝牙无线通信技术。
背景技术：
本专利设计的无线测量系统，主要应用于对工程机械工作过程中的多路参数进行 无线测量，包括扭矩、位移、液压、温度、转速和噪声。由于要采集的各路参数分散，而且被测 部件在工作时处于转动状态，传统的集中式采集和电缆传送不能满足实际应用需要。因此， 本专利采用了分布式数据采集和蓝牙无线通信方式。
实用新型内容本是实用新型要解决的技术问题是提供一种对工程机械工作过程中的多条参数 进行无线测量的一种蓝牙无线测量系统。本实用新型的主要技术特点在于包括至少一个以上传感器；所述传感器均连接 一转换器，转换器再连接处理器模块，其特征在于处理器模块连接一蓝牙通信模块，电源供 电模块均与传感器、处理器模块、蓝牙通信模块连接对其进行供电。本实用新型的主要技术特点还在于蓝牙模块上设置一陶瓷蓝牙天线，天线通过 滤波器连接不平衡变压器与蓝牙模块连接。本实用新型的主要技术特点还在于天线连接一滤波器，所述滤波器连接一不平 衡变压器，不平衡变压器通过电阻、电容电路与蓝牙模块连接，同时蓝牙模块还连接一晶振 器，一闪存器。本实用新型的有益效果为本实用新型结构简单，安装方便，远距离遥控、可实现 对工程机械的实时监控、故障诊断，并及时指导维修、施工。
附图为本实用新型的产品结构示意图图1为本实用新型硬件系统框图图2为本实用新型处理器模块原理图图3为本实用新型蓝牙无线数据传输模块电路原理图图4为本实用新型软件流程图
具体实施方式
以下结合附图在具体实施方式
对本实用新型作进一步详细说明如图1所示，按照实际应用需要，无线测量系统的硬件系统设计为上位机一下位 机结构，即分为采集器和控制端两部分。采集器根据监测要求选择不同的传感器来采集监 控参数，实现对所需参数的实时采集、处理、与控制端的蓝牙无线通信；控制器可采用PC机或蓝牙PM等，实现对采集器的控制，以及对采集数据进行接收、提取、处理、存储、分析和 显示。采集器硬件主要由信号采集与变换模块、处理器模块、蓝牙通信模块、电源供电模块 以及编程接口组成。信号采集与变换模块包括传感器和ADC，完成对多路传感器模拟信号 的采集和A/D转换；处理器模块采集器的核心部分，采用AVR单片机作为控制器，实现对 其他模块的控制，对采集的多路信号进行处理并递交给蓝牙通信模块进行无线传送；蓝牙 通信模块与控制端按照系统约定的通信协议进行通信，主要实现控制端对采集器的无线 控制和采集数据的无线收发；电源供电模块为系统各模块供电，保证采集器系统能长时 间稳定工作。如图2所示，控制器模块是采集器系统的核心，本设计中采集器的控制单元选用 Atmel公司的ATmegal28L微控制器，它采用COMS工艺生产的基于RISC结构的8位低功耗 微控制器。电源采用+3V电池供电，为匹配蓝牙模块的+3V工作电压，单片机与之采用同样 的电源电压，从而使接口电路简单，无需电压转换。同时，采用低压供电也可满足系统的低 功耗要求。时钟ATmegal28L的工作时钟源可以选取外部晶振、外部RC振荡器、内部RC振荡 器、外部时钟源等方式。工作时钟源的选择通过ATmegal28L的内部熔丝位来设计，熔丝位 可以通过JTAG编程、ISP编程等方式设置。本专利采用外部晶振，频率为7. 3728MHz,既能 满足处理能力要求，又能满足低功耗要求。复位采用上电复位电路，由于系统工作在无人操作情况下，所以无需手动复位功 能。存储片内具有128KB的程序存储器(Flash) ,4KB的数据存储器(SRAM)和4KB的 EEPR0M，能够满足本系统程序和数据存储需求，无需扩展外部存储设备。接口 外部接口包括JTAG接口，UART接口和传感器接口。通过JTAG接口进行程 序的下载和调试；通过UART接口与蓝牙模块进行数据交换与控制；通过ADC输入通道与传 感器相连。天线的设计在蓝牙产品的开发过程中至关重要，其设计的好坏往往关系到传输的 距离和质量。目前最常见的蓝牙天线有偶极天线、倒F型天线以及微小陶瓷天线等。由于 这些天线具有近似全向性的辐射场型以及结构简单、制作成本低的优点，所以非常适合嵌 入式蓝牙装置的使用。本专利中采用gigaAnt公司的Rufa 2. 4GHz陶瓷蓝牙天线，封装形 式为表贴。如图3所示，为了达到阻抗匹配和良好的滤波效果，在天线与主芯片的连接处采 用了不平衡变压器TDK HHM-1517和滤波器Soshin MDR 771F。采集器系统的蓝牙通信模 块与ATmegal28L控制器通过标准UART 口连接。如图4所示，采集器软件流程。首先，系统上电启动后，进行系统初始化；然后，查 询蓝牙模块是否建立正确连接，建立蓝牙通信路径；等待控制端发送的采集命令，采用中断 方式启动一次数据采集和发送过程；在发送结束后，查询是否有终止采集命令，如果有，则 结束主程序，否则继续等待采集命令；在数据采集或发送过程中，检测电池电量是否充足， 若电量不足，则结束主程序。
权利要求一种用于工程机械的蓝牙无线测量系统，主要包括至少一个以上传感器；所述传感器均连接一转换器，转换器再连接处理器模块，其特征在于处理器模块连接一蓝牙通信模块，电源供电模块均与传感器、处理器模块、蓝牙通信模块连接对其进行供电。
2.根据权利要求1所述的一种用于工程机械的蓝牙无线测量系统，其特征在于蓝牙 模块上设置一陶瓷蓝牙天线，天线通过滤波器连接不平衡变压器与蓝牙模块连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于工程机械的蓝牙无线测量系统，其特征在于 天线连接一滤波器，所述滤波器连接一不平衡变压器，不平衡变压器通过电阻、电容电路与 蓝牙模块连接，同时蓝牙模块还连接一晶振器，一闪存器。
专利摘要本实用新型公开了一种用于工程机械的蓝牙无线测量系统，其结构特点主要包括至少一个以上传感器；所述传感器均连接一转换器，转换器再连接处理器模块，其特征在于处理器模块连接一蓝牙通信模块，电源供电模块均与传感器、处理器模块、蓝牙通信模块连接对其进行供电。本实用新型的有益效果为本实用新型结构简单，安装方便，远距离遥控、可实现对工程机械的实时监控、故障诊断，并及时指导维修、施工。
文档编号G01D21/02GK201698572SQ201020157918
公开日2011年1月5日 申请日期2010年3月17日 优先权日2010年3月17日
发明者张克仁, 朱卫国, 汪萍 申请人:安徽建筑工业学院