行程序设计。
[0072] ZigBee网络支持星形、网状和树形3种网络拓扑结构，本实用新型实施例提供的 一种智能扭矩扳手检定系统中，可采用如图10所示的星形网络实现通信，网络配置一个协 调器（第一子系统）和十个终端节点（第二子系统），在星形网络中所有的终端节点都只与 协调器通信。当终端节点距离较远时可构建树形网络，路由器节点起到中继转发作用。
[0073] 为实现这一功能，协调器必须知道每个终端节点的网络地址，这就需要每个终端 节点在加入网络后把网络地址发送给协调器，协调器收到网络地址后建立地址表存储起 来。在数据传输中使用应答机制，设置ACK标志位为1的帧会被接收器应答，如果在一定期 限内未收到应答，则证明终端节点发生错误。
[0074] 具体来说，协调器是无线传感网络的终端节点之一，其主要负责网络发起、拓扑形 成与维护、网路数据汇聚与处理以及与监控系统的通信与信息交互等。本实用新型实施例 提供的一种智能扭矩扳手检定系统中，协调器的任务为接受终端节点入网，并接收终端节 点的传输数据。协调器所使用的信道及PAN ID均为默认值。协调器在初始化后进入网络 监听等待状态，当收到某终端节点入网请求后，协调器为此终端节点分配网络地址，并将其 加入至所建立的邻居列表中，之后向该终端节点发送入网确认信息，建立连接。其中，协调 器的初始化包括硬件配置初始化、外部接口初始化、协议栈软件初始化，同时还有协调器自 身信道号确定、PAN ID确定等网络配置初始化。
[0075] 协调器接收到终端节点的数据信息后，首先对数据信息包头进行解析，在确认该 信息为数据信息后对信息负载进行提取，之后将获得的数据信息通过串口传输到上位机 上。对信息包头的解析在协议栈各层中自底而上层层进行，由媒介层一网络层一应用层，每 一层有各自的信息包头解析函数，按照各自的帧格式进行分解。
[0076] 而终端节点在网络组建中担任两项工作：发起加入协调器所在网络请求；向协调 器发送数据信息。终端节点上电初始化后，会向整个网络发送信标请求，当收到信标响应 后，该节点再对响应其信标的节点发送连接请求，如果连接请求得到正确响应，则节点入网 成功；否则，节点入网失败。
[0077] 本实施例中，设定终端节点只能与协调器进行通信，且终端节点之间不通过协调 器进行间接通信。数据发送函数负责应用层与下层之间的参数和数据传递，包括发送方式、 16位的唯一逻辑地址、数据长度、数据内容和确认标识字。在数据发送时，数据包自顶而下 进行帧格式化，每一层负责为数据包添加各层的数据包头，最后由物理层将数据发送出去。 如果确认标识字不使能，则终端节点不需要等待协调器的数据确认信息，直接返回硬件发 射情况告知系统是否发送成功。
[0078] 根据实际需求，通过研究修改ZigBee协议栈Z-Stack所提供的各层函数，即可实 现网络组建和数据收发。实现星形网络的建立与节点的加入后，通过调用协议栈的组网函 数、加入网络函数，协调器和终端节点即可调用协议栈的无线数据接收与发送函数，实现无 线数据传输。
[0079] 系统程序设计中，协调器将终端节点采集的数据通过串口发送给上位机或者协调 器接收上位机通过串口发送过来的命令。
[0080] 当组建星型网络时，将编写好的协调器程序通过仿真器下载到协调器节点，终端 节点应用程序下载到十个相应终端节点。
[0081] 本实施例中，利用VW for Windows集成开发编译环境、STC-ISP下载编程烧录软件 以及串口数据下载线进行系统调试开发，应用程序采用C语言和汇编语言混合编写方式。 本系统应用程序的主要任务有：IAP15L2K61S2芯片微处理器、ADS1258芯片模数转换器与 IXD触摸显示终端的初始化参数设置；通过SPI接口控制24位模数转换器一 ADS1258芯片 完成放大后电压信号的数据采集；微处理器对采集到的数据进行数字滤波、换算处理及组 帧编码等；无线数据的可靠接收与发送处理；上位机通过RS-232串行方式所接收到的大量 扭矩数据显示、存储、查看、分析、打印等等。
[0082] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。 对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原 理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新 型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相 一致的最宽的范围。
【主权项】
1. 一种智能扭矩扳手检定系统，其特征在于，包括第一子系统、对最终数据进行分析处 理的上位机、为所述智能扭矩扳手检定系统供电的供电装置以及N个第二子系统，N为正整 数；其中，每个所述第二子系统均包括：感应扭矩扳手扭矩并将该扭矩转换成模拟电信号 的扭矩传感器；将所述模拟电信号转换成数字量的模数转换器；对所述数字量进行预设处 理得到目标数据的第一微处理器；将所述目标数据进行调制得到射频信号，并基于zigbee 协议发送所述射频信号的第一无线数据收发器； 所述第一子系统包括：基于所述zigbee协议接收所述射频信号并将所述射频信号进 行解调得到目标数据的第二无线数据收发器；对所述目标数据进行预设处理得到最终数据 并将所述最终数据发送至所述上位机的第二微处理器。2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一无线数据收发器包括：对将发送 的射频信号进行功率放大调理的第一射频功率放大电路； 所述第二无线数据收发器包括：对已接收的射频信号进行功率放大调理的第二射频功 率放大电路。3. 根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一射频功率放大电路和所述第二 射频功率放大电路均基于CC2591芯片。4. 根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述供电装置包括：220V交流电源；对所 述220V交流电进行降压处理的电源变压器；将降压处理后的220V交流电转换成直流电压 的整流电路；滤除所述直流电压中的纹波的滤波电路；保持滤除纹波后的直流电压的稳定 性的稳压电路。5. 根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述模数转换器为ADS1258芯片，所述微 处理器为IAP15L2K61S2芯片。6. 根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述扭矩传感器为全桥式惠斯通电桥。7. 根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一无线数据收发器和所述第二无 线数据收发器均基于CC2420芯片。8. 根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第二子系统还包括：用于实现输入以 及显示所述目标数据的IXD触控显示终端。9. 根据权利要求1至8任一项所述的系统，其特征在于，所述第二子系统还包括：对所 述扭矩传感器得到的模拟电信号进行放大调理，并将放大调理后的模拟电信号发送至所述 模数转换器的信号放大调理电路。10. 根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述信号放大调理电路为由运算放大器 构成的差分式电路。
【专利摘要】本实用新型公开了一种智能扭矩扳手检定系统，包括第一子系统、对最终数据进行分析处理的上位机、为该系统供电的供电装置及N个第二子系统，N为正整数；每个第二子系统均包括：感应扭矩扳手扭矩并将其转换成模拟电信号的扭矩传感器；将模拟电信号转换成数字量的模数转换器；将数字量预设处理成目标数据的第一微处理器；将目标数据调制成射频信号，并将其基于zigbee协议发送的第一无线数据收发器；第一子系统包括：接收射频信号并将其进行解调得到目标数据的第二无线数据收发器；对目标数据进行预设处理得到最终数据并将所述最终数据发送至上位机的第二微处理器。实际运行测试结果表明：所设计的系统满足功能设计要求，系统工作稳定可靠。
【IPC分类】G01L25/00
【公开号】CN204903084
【申请号】CN201520535805
【发明人】许宜申, 吴茂成, 肖龙飞, 周思阳, 张朵
【申请人】苏州大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年7月22日