一种列车生产设备故障无线远程监测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种列车生产设备故障无线远程监测装置，包括：设备状态采集模块、控制单元、无线通信模块和设备状态显示模块，所述控制单元分别与设备状态采集模块、无线通信模块和设备状态显示模块相连接，该远程监测装置还包括供电模块和调试接口电路，所述供电模块与控制单元、无线通信模块、设备状态显示模块和设备状态采集模块相连接，所述调试接口电路与控制单元相连接。本实用新型利用设备状态采集模块采集列车生产设备的工作状态信息将采集到的信息传送至控制单元，控制单元接收该信息对信息进行判断后通过无线通信模块将信息输出至监控终端，便于管理人员对列车生产车间的管理。
【专利说明】一种列车生产设备故障无线远程监测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及无线通信技术，尤其涉及一种列车生产设备故障无线远程监测装置。
【背景技术】
[0002]目前所公知的列车生产设备故障监测系统中采用有线传输技术和人工手段来进行数据的采集传输。所采用的有线传输技术能够实现较长距离的传输，但列车生产环境下设备数量通常很多而且布局复杂，这使得布线的成本大大的增加。所采用的人工手段采集传输数据避免了不易布线的问题，减少了成本，但是带来了设备状态信息不能实时反馈到监控中心，列车生产监测系统中数量一般在数百台级别，为整个监测系统增加监测人员会加大高成本，浪费人力。
[0003]另外现有技术中的监测装置中的设备状态采集单元的电路结构设计简单，没有对设备的各种工作状态如病态、健康态等进行分类信息的处理，造成设备状态采集单元采集到的生产设备的工作信息混乱，给列车生产设备的故障监测工作带来了很大麻烦。
实用新型内容
[0004]根据现有技术存在的问题，本实用新型公开了一种列车生产设备故障无线远程监测装置包括:采集列车生产设备的工作状态信息将采集到的开关量信息转化为数字量信息并将转换后的信息输出的设备状态采集模块、控制单元、无线通信模块和设备状态显示模块，所述控制单元分别与设备状态采集模块、无线通信模块和设备状态显示模块相连接，该远程监测装置还包括供电模块和调试接口电路，所述供电模块与控制单元、无线通信模块、设备状态显示模块和设备状态采集模块相连接，所述调试接口电路与控制单元相连接；
[0005]所述设备状态采集模块包括:病态采集电路、亚健康态采集电路和健康态采集电路，所述病态米集电路包括光电稱合电路Ql，所述亚健康态米集电路包括光电稱合电路Q2，所述健康态采集电路包括光电耦合电路Q3，所述光电耦合电路Ql、光电耦合电路Q2和光电耦合电路Q3分别与控制单元相连接。
[0006]进一步的，所述控制单元包括MK60DN512ZVLQ10处理器，所述设备状态显示模块包括三色警示灯和OLED模块，所述三色警示灯包括P401接口、P402接口和P403接口。
[0007]进一步的，所述病态采集电路包括开关S401、限流电阻R401和上拉电阻R402，所述开关S401通过限流电阻R401与光电耦合电路Ql的电信息输入端管脚I相连接，所述开关S401还与三色警示灯的P401接口相连接，所述光电耦合电路Ql的信号输出端管脚3与MK60DN512ZVLQ10处理器的PTAO接口相连接，所述上拉电阻R402的一端与光电耦合电路Ql的管脚3相连接另一端接地。
[0008]进一步的，所述亚健康态采集电路包括开关S402、限流电阻&401和上拉电阻1^402，所述开关S402通过限流电阻&401与光电耦合电路Q2的电信息输入端管脚I相连接，所述开关S402还与三色警示灯的P402接口相连接，所述光电耦合电路Q2的信号输出端管脚3与MK60DN512ZVLQ10处理器的PTAl接口相连接，所述上拉电阻凡402的一端与光电耦合电路Q2的管脚3相连接另一端接地。
[0009]进一步的，所述健康态采集电路包括开关S403、限流电阻民401和上拉电阻R2402，所述开关S403通过限流电阻R2401与光电耦合电路Q3的电信息输入端管脚I相连接，所述开关S403还与三色警示灯的P403接口相连接，所述光电耦合电路Q3的信号输出端管脚3与MK60DN512ZVLQ10处理器的PTA2接口相连接，所述上拉电阻R2402的一端与光电耦合电路Q3的管脚3相连接另一端接地。
[0010]进一步的，所述无线通信模块采用nRF24L01无线收发芯片，nRF24L01无线收发芯片的MISO引脚、MOSI引脚、CE引脚、CSN引脚、SCK引脚和IRQ引脚分别与MK60DN512ZVLQ10处理器的 PTA14 接口、PTA15 接口、PTE28 接口、PTA16 接口、PTA17 接口和 PTE27 接口相连接；所述nRF24L01无线收发芯片的ANTl引脚和ANT2引脚与天线相连接，所述nRF24L01无线收发芯片的XCl引脚和XC2引脚与无源晶振P相连接后再分别与电容C509和电容C510相连接。
[0011]进一步的，所述调试接口电路为Jlink接口电路，所述Jlink接口电路的TCLK接口、TDI 接口、TDO 接口、TMS 接口、TRST 接口和 RESET 接口分别与 MK60DN512ZVLQ10 处理器的 PTAO 接口、PTAl 接口、PTA2 接口、PTA3 接口、PTA4 接口和 RESET 接口相连接，所述 Jlink接口电路的RESET接口与限流电阻R601相连接。
[0012]进一步的，所述供电模块包括电源适配器P1，所述电源适配器Pl与进行整流的二极管D201的正极相连接，所述二极管D201的负极与电容C201相连接，所述二极管D201的负极端还连接有稳压电路Ul和稳压电路U2。
[0013]进一步的，所述OLED模块采用0LED126*64芯片，所述MK60DN512ZVLQ10处理器的PTBO接口、PTBl接口、PTB2接口、PTB3接口和PTB4接口以DataBus总线的方式与OLED126*64芯片的DO接口、Dl接口、RST接口、DS接口和CS接口相连接。
[0014]由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的一种列车生产设备故障无线远程监测装置，利用设备状态采集模块采集列车生产设备的工作状态信息将采集到的信息传送至控制单元，控制单元接收该信息对信息进行判断后通过无线通信模块将信息输出至监控终端，便于管理人员对列车生产车间的管理。本实用新型的有益效果在于设备状态采集模块设置有多个采集电路如病态采集电路、亚健康态采集电路和健康态采集电路，当生产设备出现问题时我们根据实际情况对应按动采集电路的开关，该采集电路开始工作，将开关量信息转化为数字量信息并将转换后的信息输出，保证信息传送过程的准确性。并且本实用新型中采用无线收发芯片为核心元件，实现了生产设备状态信息的无线收发，避免了目前有线传输网络因布线而增加成本的问题，以实现列车生产过制造程中生产设备状态信息的低成本及实时传输。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本实用新型列车生产设备故障无线远程监测装置的结构示意图；
[0017]图2为列车生产设备病态采集电路原理图；
[0018]图3为列车生产设备亚健康态采集电路原理图；
[0019]图4为列车生产设备健康态采集电路原理图；
[0020]图5为无线通信模块的电路原理图；
[0021]图6为调试接口电路与控制单元配合连接的电路原理图；
[0022]图7为供电模块的电路原理图；
[0023]图8控制单元与设备状态显示模块配合连接的电路原理图。
【具体实施方式】
[0024]为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚完整的描述:
[0025]如图1所示的列车生产设备故障无线远程监测装置，包括:采集列车生产设备的工作状态信息将采集到的开关量信息转化为数字量信息并将转换后的信息输出的设备状态采集模块I，接收所述设备状态采集模块I传送的数据信息、对接收到的数据信息进行数据分析和数据处理判断的控制单元2 ;接收所述控制单元2传送的数据信息将该信息通过无线通信方式传送至监控终端的无线通信模块3 ;以及接收所述控制单元2传送的数据信息对生产设备的工作状态进行显示的设备状态显示模块4，工作人员可以通过监控终端来对列车生产设备的工作状态进行管理和查看。该远程监测装置还包括供电模块5和调试接口电路6，所述供电模块5与控制单元2、无线通信模块3、设备状态显示模块4和设备状态采集模块I相连接，所述调试接口电路6与控制单元2相连接。(本实用新型的控制单元2中对信息进行处理等操作并非发明点，不是本申请保护的范围)。
[0026]进一步的，如图2、图3和图4所示，所述设备状态采集模块I包括:病态采集电路、亚健康态采集电路和健康态采集电路，所述病态采集电路包括光电耦合电路Ql，所述亚健康态米集电路包括光电稱合电路Q2,所述健康态米集电路包括光电稱合电路Q3,所述光电耦合电路Ql、光电耦合电路Q2和光电耦合电路Q3分别与控制单元2相连接。
[0027]进一步，所述控制单元2包括MK60DN512ZVLQ10处理器，所述设备状态显示模块4包括三色警示灯和OLED模块，所述三色警示灯包括P401接口、P402接口和P403接口。
[0028]进一步的，如图2所示是将列车生产设备的病态信息传送给控制单元2的示意图。本实用新型中的光电耦合电路都采用PC817光电耦合器。PC817的管脚I为电信息输入端，管脚2为接地端，管脚3为设备状态数字信号输出端，管脚4为电压输入端。所述病态采集电路包括开关S401、限流电阻R401和上拉电阻R402，所述开关S401通过限流电阻R401与光电耦合电路Ql的电信息输入端管脚I相连接，所述开关S401还与三色警示灯的P401接口相连接，所述光电耦合电路Ql的信号输出端管脚3与MK60DN512ZVLQ10处理器的PTAO接口相连接，所述上拉电阻R402的一端与光电耦合电路Ql的管脚3相连接另一端接地。将S401闭合表示设备为病态，否则设备为其他态；P401的I脚和2脚接三色警示灯的红灯。R401为限流电阻，限定光耦芯片输入电流，保证工作稳定。R402为上拉电阻，提高数字信号输出端的高电平值。
[0029]进一步的，如图3所示是将列车生产设备的亚健康态信息传送给控制单元2的示意图。所述亚健康态采集电路包括开关S402、限流电阻&401和上拉电阻&402，所述开关S402通过限流电阻&401与光电耦合电路Q2的电信息输入端管脚I相连接，所述开关S402还与三色警示灯的P402接口相连接，所述光电耦合电路Q2的信号输出端管脚3与MK60DN512ZVLQ10处理器的PTAl接口相连接，所述上拉电阻凡402的一端与光电耦合电路Q2的管脚3相连接另一端接地。S402为设备病态按键，S402闭合表示设备为亚健康态，否则设备为其他态。P402接口的I脚和2脚接三色警示灯的黄灯况401为限流电阻，限定光耦芯片输入电流，保证工作稳定况402为上拉电阻，提高数字信号输出端的高电平值。
[0030]进一步的，如图4所示是将列车生产设备的健康态信息传送给控制单元2的示意图。所述健康态采集电路包括开关S403、限流电阻民401和上拉电阻R2402，所述开关S403通过限流电阻R2401与光电耦合电路Q3的电信息输入端管脚I相连接，所述开关S403还与三色警示灯的P403接口相连接，所述光电耦合电路Q3的信号输出端管脚3与MK60DN512ZVLQ10处理器的PTA2接口相连接，所述上拉电阻R2402的一端与光电耦合电路Q3的管脚3相连接另一端接地。S403为设备健康态按键，S403闭合表示设备为健康态，否则设备为其他态。P403的I脚和2脚接三色警示灯的绿灯；R2401为限流电阻，限定光耦芯片输入电流，保证工作稳定；R2402为上拉电阻，提高数字信号输出端的高电平值。
[0031]进一步的，如图5所示:所述无线通信模块3用于信号的收发采用nRF24L01无线收发芯片，nRF24L01无线收发芯片的MISO引脚、MOSI引脚、CE引脚、CSN引脚、SCK引脚和IRQ 引脚分别与 MK60DN512ZVLQ10 处理器的 PTA14 接口、PTA15 接口、PTE28 接口、PTA16 接口、PTA17接口和PTE27接口相连接；所述nRF24L01无线收发芯片的ANTl引脚和ANT2引脚与天线相连接，所述nRF24L01无线收发芯片的XCl引脚和XC2引脚与无源晶振P相连接后再分别与电容C509和电容C510相连接。图5中U501是nRF24L01无线收发芯片，MISO/MOSI是数据发射引脚/接收引脚，分别与MK60DN512ZVLQ10处理器的PTA14、PTA15接口连接，完成数据处理及控制处理器对无线收发芯片数据收发的控制；CE是芯片的工作模式控制引脚，与MK60DN512ZVLQ10处理器的PTE28接口连接，控制无线收发芯片的工作模式；CSN是芯片的片选控制引脚，与MK60DN512ZVLQ10处理器的PTA16接口连接，当CSN为低电平时为有效；SCK是芯片的时钟控制引脚，与MK60DN512ZVLQ10处理器的PTA17接口连接，为nRF24L01提供时钟信息；IRQ是中断信号引脚，与MK60DN512ZVLQ10处理器的PTE27接口连接，低电平时有效，在无线通信过程中，MK60DN512ZVLQ10处理器通过IRQ判断无线通信模块是否有消息接收和发送，从而完成数据处理及控制单元与无线通信模块之间的交互；ANTl和ANT2用于天线部分，为保证天线取得全部信号功率，外接50 Ω负载阻抗天线；XC1和XC2外接16M无源晶振及负载电容C509和C510构成了三点式振荡电路，为无线收发芯片工作提供时钟信号。
[0032]进一步的，如图6所示:调试接口电路6为Jl ink接口电路，所述Jl ink接口电路的TCLK 接口、TDI 接口、TDO 接口、TMS 接口、TRST 接口和 RESET 接口 分别与 MK60DN512ZVLQ10处理器的PTAO接口、PTAl接口、PTA2接口、PTA3接口、PTA4接口和RESET接口相连接，所述Jlink接口电路的RESET接口与限流电阻R601相连接。主要实现数据处理及控制单元与外部控制平台的连接，完成控制单元的软件更新和测试设置功能；R602、R603、R604和R605是1K上拉电阻，防止TCLK、TD1、TDO、TMS、TRST信号在传输过程中有干扰，提供网络保护的功能；R601为限流电阻，用来提高复位稳定性，同时也可以控制复位时间。
[0033]进一步的，如图7所示:所述供电模块5包括电源适配器P1，所述电源适配器Pl与进行整流的二极管D201的正极相连接，所述二极管D201的负极与电容C201相连接，所述二极管D201的负极端还连接有稳压电路Ul和稳压电路U2。稳压电路Ul和稳压电路U2分别为3.3V稳压电路和5V稳压电路，二极管D201的负极与电容C201连结，电容C201对二极管起到保护作用。C202、C203、C205、C206为滤波电容。D202和D203为发光二极管，作为供电模块5的指示灯。R201和R202为限流电阻，保证发光二极管工作稳定。本实用新型是将12V的直流电压通过AMS1117-3.3V转变成3.3V给无线通信模块3、控制单元2和设备状态显示模块4供电；同时将12V的直流电压通过AMS1117-5V转变成5V给设备状态采集模块I和调试接口电路6供电。
[0034]进一步的，如图8所示:是控制单元2中的MK60DN512ZVLQ10处理器与设备状态显示模块4配合连接的示意图。设备状态显示模块4包括OLED显示模块，OLED显示模块采用OLED126*64 芯片，MK60DN512ZVLQ10 处理器的 PTBO 接口、PTBl 接口、PTB2 接口、PTB3 接口和PTB4接口以DataBus总线的形式与0LED126*64芯片的DO接口、Dl接口、RST接口、DS接口和CS接口相连接，控制LED显示设备信息及状态信息。
[0035]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种列车生产设备故障无线远程监测装置，其特征在于包括: 采集列车生产设备的工作状态信息将采集到的开关量信息转化为数字量信息并将转换后的信息输出的设备状态采集模块(I)、控制单元(2)、无线通信模块(3)和设备状态显示模块(4)，所述控制单元(2)分别与设备状态采集模块(I)、无线通信模块(3)和设备状态显示模块(4)相连接，该远程监测装置还包括供电模块(5)和调试接口电路￠)，所述供电模块(5)与控制单元(2)、无线通信模块(3)、设备状态显示模块(4)和设备状态采集模块(I)相连接，所述调试接口电路(6)与控制单元(2)相连接； 所述设备状态采集模块(I)包括:病态采集电路、亚健康态采集电路和健康态采集电路，所述病态米集电路包括光电稱合电路Ql，所述亚健康态米集电路包括光电稱合电路Q2，所述健康态采集电路包括光电耦合电路Q3，所述光电耦合电路Ql、光电耦合电路Q2和光电耦合电路Q3分别与控制单元(2)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种列车生产设备故障无线远程监测装置，其特征还在于:所述控制单元(2)包括MK60DN512ZVLQ10处理器，所述设备状态显示模块(4)包括三色警示灯和OLED模块，所述三色警示灯包括P401接口、P402接口和P403接口。
3.根据权利要求1和2任意之一所述的一种列车生产设备故障无线远程监测装置，其特征还在于:所述病态采集电路包括开关S401、限流电阻R401和上拉电阻R402，所述开关S401通过限流电阻R401与光电耦合电路Ql的电信息输入端管脚I相连接，所述开关S401还与三色警示灯的P401接口相连接，所述光电耦合电路Ql的信号输出端管脚3与MK60DN512ZVLQ10处理器的PTAO接口相连接，所述上拉电阻R402的一端与光电耦合电路Ql的管脚3相连接另一端接地。
4.根据权利要求1和2任意之一所述的一种列车生产设备故障无线远程监测装置，其特征还在于:所述亚健康态采集电路包括开关S402、限流电阻&401和上拉电阻&402，所述开关S402通过限流电阻&401与光电耦合电路Q2的电信息输入端管脚I相连接，所述开关S402还与三色警示灯的P402接口相连接，所述光电耦合电路Q2的信号输出端管脚3与MK60DN512ZVLQ10处理器的PTAl接口相连接，所述上拉电阻凡402的一端与光电耦合电路Q2的管脚3相连接另一端接地。
5.根据权利要求1和2任意之一所述的一种列车生产设备故障无线远程监测装置，其特征还在于:所述健康态采集电路包括开关S403、限流电阻R2401和上拉电阻R2402，所述开关S403通过限流电阻R2401与光电耦合电路Q3的电信息输入端管脚I相连接，所述开关S403还与三色警示灯的P403接口相连接，所述光电耦合电路Q3的信号输出端管脚3与MK60DN512ZVLQ10处理器的PTA2接口相连接，所述上拉电阻R2402的一端与光电耦合电路Q3的管脚3相连接另一端接地。
6.根据权利要求1和2任意之一所述的一种列车生产设备故障无线远程监测装置，其特征还在于:所述无线通信模块(3)采用nRF24L01无线收发芯片，nRF24L01无线收发芯片的MISO引脚、MOSI引脚、CE引脚、CSN引脚、SCK引脚和IRQ引脚分别与MK60DN512ZVLQ10处理器的 PTA14 接 口、PTA15 接 口、PTE28 接 口、PTA16 接 口、PTA17 接口和 PTE27 接 口相连接；所述nRF24L01无线收发芯片的ANTl引脚和ANT2引脚与天线相连接，所述nRF24L01无线收发芯片的XCl引脚和XC2引脚与无源晶振P相连接后再分别与电容C509和电容C510相连接。
7.根据权利要求1和2任意之一所述的一种列车生产设备故障无线远程监测装置，其特征还在于:所述调试接口电路(6)为Jlink接口电路，所述Jlink接口电路的TCLK接口、TDI 接口、TDO 接口、TMS 接口、TRST 接口和 RESET 接口分别与 MK60DN512ZVLQ10 处理器的PTAO 接口、PTAl 接口、PTA2 接 口、PTA3 接 口、PTA4 接口和 RESET 接口相连接，所述 Jlink 接口电路的RESET接口与限流电阻R601相连接。
8.根据权利要求1所述的一种列车生产设备故障无线远程监测装置，其特征还在于:所述供电模块(5)包括电源适配器P1，所述电源适配器Pl与进行整流的二极管D201的正极相连接，所述二极管D201的负极与电容C201相连接，所述二极管D201的负极端还连接有稳压电路Ul和稳压电路U2。
9.根据权利要求1和2任意之一所述的一种列车生产设备故障无线远程监测装置，其特征还在于:所述OLED模块采用0LED126*64芯片，所述MK60DN512ZVLQ10处理器的PTBO接口、PTBl 接口、PTB2 接口、PTB3 接口和 PTB4 接口以 DataBus 总线的方式与 0LED126*64芯片的DO接口、Dl接口、RST接口、DS接口和CS接口相连接。
【文档编号】G05B19/418GK203965920SQ201420376509
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2014年7月8日
【发明者】陈少华, 张巍, 曾洁, 沈巍, 齐迪 申请人:大连交通大学