一种定型机用织物温度无线记录装置及记录方法与流程

本发明属于电子技术应用领域，具体涉及的是一种温度记录装置及记录方法。
背景技术：
：为了提高合成纤维的热稳定性，将织物在张力下置于高温环境中(如180～200℃)，并保持一定的尺寸或形态，热处理一段时间后，迅速冷却降温，使改变了的纤维微结构被固定下来，从而使织物获得相对稳定的形态。该过程称为热定型。目前,热风拉幅定型机是生产中采用最广泛的定型设备。定型机的温度对织物定型的品质极其重要的作用，然而目前在操作中，都是用定型机烘箱的温度代替织物实际的温度，造成了较大的偏差，影响了热定型的品质。限制定型机定型过程中织物实际温度直接测量有几个因素：首先织物是在较低的高度内移动，检测装置要小型化，需要随布匹一起移动；其次，布匹在定型过程中会承受200℃左右的高温，因此对检测装置耐高温特性要求较高。为解决上述问题，所设计温度记录装置要同被测织物一起运动，需要解决供电、数据读取、耐高温的问题。技术实现要素：针对上述问题，本发明的目的是提供一种无线定型机用织物温度记录装置及记录方法，可以准确的采集热定型过程中移动织物温度的数据，并将数据进行导出。本发明的技术方案如下：一种定型机用织物温度无线记录装置，包括数据检测端设备、数据读取端设备、无线充电器，数据检测端设备和数据读取端设备之间通过无线信号相互交互，数据检测端设备包括密闭壳体，密闭壳体内设置有主体电路板，温度传感器通过特氟龙耐高温导线与数据检测端设备的主体电路板进行相连，主体电路板上设置有微控制器，微控制器连接模拟前端处理电路、铁电存储器和无线模块，模拟前端处理电路连接温度传感器，微控制器通过电池供电，电池通过无线充电器充电，充电过程分四步进行，即：开始、脉冲探测、辨识及配置、功率传输；具体而言，首先是充电器给出一个数字辨识的脉冲型号，这个时候数据检测端设备接收并辨识到是正确的脉冲信号，否则后续动作不开展，在辨识正确的情况下将数据检测端设备的信号强度数据包回发给无线充电器；无线充电器接收并辨识到正确的信号强度数据包后开始进入无线充电准备状态，然后数据检测端设备传送定位数据包将需要的功率信息传送给无线充电器；无线充电器对应定位数据包进行调节并传送相应要求的功率，数据检测端设备的控制器会在接收到功率后不断和自身需要的功率进行检测和比较，并将这一要求反馈给无线充电器，无线充电器进行发生功率的对应调整，直到最后数据检测端设备电池充电完毕，给出结束充电信号，这样整个充电过程结束；温度传感器采集温度数据过程而下：1)首先数据读取端设备发出指令，唤醒数据检测端设备；2)数据读取端设备发出配置命令，数据检测端设备接收命令并进行交互，接收温度采集间隔等参数的配置；3)数据检测端设备按照存储协议，将配置参数写入铁电存储器；4)将数据检测端设备安置在待测织物上，壳体与织物通过粘合方式进行固定，数据检测端设备中的温度传感器与织物紧密贴合，要求温度传感器用高温导热胶布与织物进行固定，固定后不能留空；5)数据读取端设备发出启动命令，数据检测端设备准备数据采集；6)按照约定的采样间隔，数据检测端设备内的微控制器通过ADC接口读取温度传感器转换后的电压信号，计算后得到织物的温度值；7)按照存储协议，将温度数据写入到铁电存储器；数据读取端设备读取数据检测端设备存储的数据过程如下：1)数据读取端设备向数据检测端设备发出指令，唤醒数据检测端设备；2)数据读取端设备读取存储的配置参数；3)数据读取端设备读取存储的温度数据；唤醒数据检测端设备工作过程如下：设置数据检测端设备1秒钟唤醒一次，数据读取端设备首先发射1秒以上的前导码，再发射后面的同步码；数据检测端设备在一个唤醒周期后打开并搜索信道中是否有前导码，如没有则立刻进入休眠状态等待下一个唤醒周期再被唤醒，如有前导码则继续接收，同时监控前导码并等待同步码到来后，将数据接收下来，经过纠错检错确认数据无误时，设备被完全唤醒；读取温度数据交互过程如下：1)数据读取端设备发出读第N块数据的请求；2)数据检测端设备发出对应第N块数据，在数据头部加上数据块的序号以及本次发送的流水号，尾部加上CRC验证的两个字节；3)数据读取端设备对接收到的数据进行判定，即对比接收到的CRC校验值与本地计算的CRC校验值是否相等，如果相等，则接收数据，否则要求数据检测端设备进行重发，有效数据存入对应软件的数据库中，无效数据则舍弃；4)读取完毕；读取完毕的判定过程如下：数据存放在铁电存储器中，开始时候，都会被清空成0XFF，当发送命令读取第M块数据时，发现里面的数据不全为0xFF的时候，认为该块数据是有效数据，否则，认为是无效数据；在确认了第M块数据无效的时候，确认数据块数据为M-1；上位机软件在还原数据的时候，按读取时间和读取时间间隔进行还原，碰到第M-1块数据的时候，从尾部开始比对，如果碰到都是0xff的值，对该数据进行舍弃，否则数据曲线显示异常。一种定型机用织物温度无线记录方法，采用数据检测端设备、数据读取端设备、无线充电器，数据检测端设备和数据读取端设备之间通过无线信号相互交互，数据检测端设备包括密闭壳体，密闭壳体内设置有主体电路板，温度传感器通过特氟龙耐高温导线与数据检测端设备的主体电路板进行相连，主体电路板上设置有微控制器，微控制器连接模拟前端处理电路、铁电存储器和无线模块，模拟前端处理电路连接温度传感器，微控制器通过电池供电，电池通过无线充电器充电，充电过程分四步进行，即：开始、脉冲探测、辨识及配置、功率传输；具体而言，首先是充电器给出一个数字辨识的脉冲型号，这个时候数据检测端设备接收并辨识到是正确的脉冲信号，否则后续动作不开展，在辨识正确的情况下将数据检测端设备的信号强度数据包回发给无线充电器；无线充电器接收并辨识到正确的信号强度数据包后开始进入无线充电准备状态，然后数据检测端设备传送定位数据包将需要的功率信息传送给无线充电器；无线充电器对应定位数据包进行调节并传送相应要求的功率，数据检测端设备的控制器会在接收到功率后不断和自身需要的功率进行检测和比较，并将这一要求反馈给无线充电器，无线充电器进行发生功率的对应调整，直到最后数据检测端设备电池充电完毕，给出结束充电信号，这样整个充电过程结束；温度传感器采集温度数据过程而下：1)首先数据读取端设备发出指令，唤醒数据检测端设备；2)数据读取端设备发出配置命令，数据检测端设备接收命令并进行交互，接收温度采集间隔等参数的配置；3)数据检测端设备按照存储协议，将配置参数写入铁电存储器；4)将数据检测端设备安置在待测织物上，壳体与织物通过粘合方式进行固定，数据检测端设备中的温度传感器与织物紧密贴合，要求温度传感器用高温导热胶布与织物进行固定，固定后不能留空；5)数据读取端设备发出启动命令，数据检测端设备准备数据采集；6)按照约定的采样间隔，数据检测端设备内的微控制器通过ADC接口读取温度传感器转换后的电压信号，计算后得到织物的温度值；7)按照存储协议，将温度数据写入到铁电存储器；数据读取端设备读取数据检测端设备存储的数据过程如下：1)数据读取端设备向数据检测端设备发出指令，唤醒数据检测端设备；2)数据读取端设备读取存储的配置参数；3)数据读取端设备读取存储的温度数据；唤醒数据检测端设备工作过程如下：设置数据检测端设备1秒钟唤醒一次，数据读取端设备首先发射1秒以上的前导码，再发射后面的同步码；数据检测端设备在一个唤醒周期后打开并搜索信道中是否有前导码，如没有则立刻进入休眠状态等待下一个唤醒周期再被唤醒，如有前导码则继续接收，同时监控前导码并等待同步码到来后，将数据接收下来，经过纠错检错确认数据无误时，设备被完全唤醒；读取温度数据交互过程如下：1)数据读取端设备发出读第N块数据的请求；2)数据检测端设备发出对应第N块数据，在数据头部加上数据块的序号以及本次发送的流水号，尾部加上CRC验证的两个字节；3)数据读取端设备对接收到的数据进行判定，即对比接收到的CRC校验值与本地计算的CRC校验值是否相等，如果相等，则接收数据，否则要求数据检测端设备进行重发，有效数据存入对应软件的数据库中，无效数据则舍弃；4)读取完毕；读取完毕的判定过程如下：数据存放在铁电存储器中，开始时候，都会被清空成0XFF，当发送命令读取第M块数据时，发现里面的数据不全为0xFF的时候，认为该块数据是有效数据，否则，认为是无效数据；在确认了第M块数据无效的时候，确认数据块数据为M-1；上位机软件在还原数据的时候，按读取时间和读取时间间隔进行还原，碰到第M-1块数据的时候，从尾部开始比对，如果碰到都是0xff的值，对该数据进行舍弃，否则数据曲线显示异常。本发明的温度记录装置同被测织物一起运动，同时解决供电、数据读取、耐高温的问题，可以准确的采集热定型过程中移动织物温度的数据，并可以利用数据读取端设备进行导出。附图说明图1是本发明的数据检测端设备、数据读取端设备交互示意图。图2是本发明的无线充电器、数据检测端设备交互示意图。图3是本发明的数据检测端设备结构示意图。图4是本发明的数据检测端设备电气结构示意图。图5是本发明的实施例测量的定型机织物的温度曲线图。具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步详细描述：一种定型机用织物温度无线记录装置，包括数据检测端设备、数据读取端设备、无线充电器，其中数据检测端设备、数据读取端设备两者通过无线信号(433M频段)按本发明所述的方法进行相互交互，如图1所示。此外数据检测端设备采用电池供电，因此在运用一定时间后需要进行电池供电，无线充电的原理如图2所示，在充电过程中，检测端设备与无线充电器并不通过导线直接相连，两者内部都有一个线圈，在充电的过程中能量和信号都在两线圈之间的电磁波中进行传输，通过信号来控制线圈发射功率，最终达到较好的充电效果。充电过程分四步进行，即：开始、脉冲探测、辨识及配置、功率传输；具体而言，首先是充电器给出一个数字辨识的脉冲型号，这个时候数据检测端设备接收到该信号，对该信号进行辨识，如果该信号异常，后续动作不开展。在辨识正确的情况下将数据检测端设备的信号强度数据包回发给无线充电器；无线充电器接收并辨识到正确的信号强度数据包后开始进入无线充电准备状态，然后数据检测端设备传送定位数据包将需要的功率信息传送给无线充电器；无线充电器对应定位数据包进行调节并传送相应要求的功率，数据检测端设备的控制器会在接收到功率后不断和自身需要的功率进行检测和比较，并将这一要求反馈给无线充电器，无线充电器进行发生功率的对应调整，直到最后数据检测端设备电池充电完毕，给出结束充电信号，这样整个充电过程结束；数据检测端设备的结构如图3所示：数据检测端设备主要由四部分组成：主体电路板1、密闭壳体3、特氟龙耐高温导线2和温度传感器4，密闭壳体3中放置了隔热材料，并通过对其用耐高温胶密封胶ST350进行灌胶处理，其中，温度传感器4通过特氟龙耐高温导线2与检测端设备的主体电路板1进行相连。检测端设备的主体电路板1被密闭壳体3完全包覆，通过隔热材料能保证从室温下转移到200摄氏度的定型机内放置1分钟内电路板内部温度低于40摄氏度，电路板工作完全正常，完成能满足检测设备的需求。其中检测端设备电路部分主要由以下几个方面构成，如图4所示，主体电路板上设置有微控制器，微控制器连接模拟前端处理电路、铁电存储器和无线模块，模拟前端处理电路连接温度传感器，微控制器通过电池供电，电池通过无线充电器充电。其中，无线传输采用的是silabs公司的Si4463芯片，Si4463芯片具备绕射性能强、穿墙能力优秀、接收灵敏度高，抗干扰能力强、功耗低的特点，对比其他WIFI，蓝牙等无线方式，更适合本装置应用。数据存储采用的是铁电存储器，具体型号为FM24C64,铁电存储器具有非易失性，可以像RAM一样的读取，数据比EEPROM快，数据在掉电后能保存10年，可靠性高。温度传感器采集温度数据过程而下：1)首先数据读取端设备发出指令，唤醒数据检测端设备；2)数据读取端设备发出配置命令，数据检测端设备接收命令并进行交互，接收温度采集间隔等参数的配置；3)数据检测端设备按照存储协议，将配置参数写入铁电存储器0000H-001FH的存储范围内；4)将数据检测端设备安置在待测织物上，壳体与织物通过粘合方式进行固定，数据检测端设备中的温度传感器与织物紧密贴合，要求温度传感器用高温导热胶布与织物进行固定，固定后不能留空；5)数据读取端设备发出启动命令，数据检测端设备准备数据采集；6)按照约定的采样间隔，数据检测端设备内的微控制器通过ADC接口读取温度传感器转换后的电压信号，从而得到织物的温度值；7)按照存储协议，将温度数据写入到铁电存储器0020H开始的存储地址；针对上述过程，其中铁电存储器的存放形式如下：字节0-31为配置字节，配置的内容包括记录的时间，年月日时分秒，数据采集间隔(单位为毫秒)。其中年和采集间隔各占用2字节，其他均为单字节，多余的空间留着备用。起始字节长度(字节)内容0000H2年0002H1月份0003H1日期0004H1小时0005H1分钟0006H1秒0007H2采集间隔0008H-001FH24保留从0020H开始，存放温度值，每个温度包含两个字节，比如温度20.5摄氏度，存放格式如下，高位存放整数，低位存放小数点。高字节：20(14H)，低字节：05(05H)；比如从0020H开始，那么在0020H的单元就存放14H，在0021H的单元就存放05H。由于每个温度值都是两个字节存放，就变成了整数都会出现在偶数字节，小数点都在奇数字节。数据读取端设备读取数据检测端设备存储的数据过程如下：1)数据读取端设备向数据检测端设备发出指令，唤醒数据检测端设备；2)数据读取端设备读取0000H-001FH的存储范围内存储参数；3)数据读取端设备读取0020H开始的温度数据，单次读取的长度为32字节，也就是16个温度值；唤醒数据检测端设备工作过程如下：设置数据检测端设备1秒钟唤醒一次，数据读取端设备首先发射1秒以上的前导码，再发射后面的同步码；数据检测端设备在一个唤醒周期后打开并搜索信道中是否有前导码，如没有则立刻进入休眠状态等待下一个唤醒周期再被唤醒，如有前导码则继续接收，同时监控前导码并等待同步码到来后，将数据接收下来，经过纠错检错确认数据无误时，设备被完全唤醒；读取温度数据交互过程如下：1)数据读取端设备发出读第N块数据的请求；2)数据检测端设备发出对应第N块数据，在数据头部加上数据块的序号以及本次发送的流水号，尾部加上CRC验证的两个字节；3)数据读取端设备对接收到的数据进行判定，主要是对比接收到的CRC(循环冗余校验码)校验的值与本地计算的CRC校验值是否相等，如果相等，则接收数据，否则要求数据检测端设备进行重发，有效数据存入对应软件的数据库中，无效数据则舍弃；4)读取完毕；读取完毕的判定过程如下：数据存放在铁电存储器中，开始时候，都会被清空成0XFF，当发送命令读取第M块数据时，发现里面的数据不全为0xFF的时候，认为该块数据是有效数据，否则，认为是无效数据；在确认了第M块数据无效的时候，确认数据块数据为M-1；上位机软件在还原数据的时候，按读取时间和读取时间间隔进行还原，碰到第M-1块数据的时候，从尾部开始比对，如果碰到都是0xff的值，对该数据进行舍弃，否则数据曲线就会将出现显示异常。如图5，本发明选用的定型机型号为韩国理和Platinmu定型机，10节烘箱，织物为某涤纶织物，从进入定型机开始选取有效数据，其中曲线1是全程设置温度为180℃情况，曲线2前半程设置为180℃，后半程设置为200℃情况。当前第1页1 2 3