CN109242075A - 智能钢包识别系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种智能钢包识别系统，包括数据采集器模块、智能标签模块；智能标签模块包括标签组件、外壳组件，智能标签模块附着在钢包耳轴的下侧，标签组件用于存储钢包信息，外壳组件用于标签组件与钢包之间的隔热处理；数据采集器模块通过无线或有线方式与智能标签模块通信，获取智能标签模块中的钢包信息。能够稳定可靠地识别出钢包的使用状态，智能标签采用无线方式工作，并且该标签可不使用电池或其他外部电源供电，且能够长期稳定地工作在高温环境下(250℃以上)，十分便于管理人员对钢包的日常维护工作，整体结构紧凑合理，易于安装与维护。
Description
技术领域
本发明涉及钢包识别领域，具体地，涉及一种智能钢包识别系统。
背景技术
钢包是钢铁相关企业的一种重要设备，用于炼钢厂、铸造厂在平炉、电炉或转炉前承接钢水、进行浇注作业。为了延长钢包使用寿命及保障使用安全，使用单位都会制定详细的钢包使用及保养计划，实行钢包全生命周期的跟踪维护及报废记录。上述管理规定出发点是好的，执行效果也是有目共睹，但也产生一定的执行成本，耗费大量的人力、物力及财力去定时记录分析每个钢包的作业状态。
为了降低上述执行成本，也有一些技术方案可以协助钢包管理维护人员进行自动化的操作，比如图像识别技术，通过识别钢包编码并传输到后台管理系统，管理维护人员可以获知当前钢包的作业状态。但根据现场实际环境状况，如钢包标记脏污锈蚀、现场环境存在的粉尘及雾气，图像识别技术存在一定的读取失败几率。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种智能钢包识别系统。
根据本发明提供的一种智能钢包识别系统，包括数据采集器模块、智能标签模块；
智能标签模块包括标签组件、外壳组件，智能标签模块附着在钢包耳轴的下侧，标签组件用于存储钢包信息，外壳组件用于标签组件与钢包之间的隔热处理；
数据采集器模块通过无线或有线方式与智能标签模块通信，获取智能标签模块中的钢包信息。
优选地，所述标签组件包括标签、标签天线、连接线；
标签通过连接线与标签天线连接；
连接线通过紧固装置与标签天线连接；
标签天线包裹形成一端有开口的空腔，标签位于所述空腔内。
优选地，所述数据采集器模块包括阅读器天线、阅读器；
所述阅读器天线与阅读器电连接。
优选地，所述阅读器包括无线收发模块、处理模块、控制模块以及通讯模块；
控制模块接收来自通讯模块的采集命令；
控制模块根据采集命令通过阅读器天线控制无线收发模块与智能标签模块进行通信；
无线收发模块将接收的传感信号通过控制模块传输至处理模块；
处理模块对传感信号进行处理，得到处理结果，将处理结果通过控制模块传输至通讯模块。
优选地，所述外壳组件包括外壳、隔热填充物、隔热盖板；
所述外壳、隔热填充物分别是一面具有开口的壳体；
所述隔热填充物设置在外壳的内表面，隔热填充物的开口与外壳的开口相重合，隔热盖板盖在壳体的开口上，所述标签组件设置在外壳内。
优选地，所述标签采用无源无线声表面波元件，所述阅读器通过阅读天线发送查询信号，查询信号通过标签天线传输至标签，标签通过无源无线声表面波元件将查询信号的第一电磁波信号转换为机械波；
所述机械波在标签内部传播后，将机械波转换为电磁波，标签通过标签天线将所述电磁波生成回波信号，发送至数据采集器模块；
数据采集器模块对回波信号进行分析，得到钢包信息。
优选地，所述智能标签模块表面涂有耐高温胶，智能标签模块通过耐高温胶附着在钢包表面。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、采用声表面波技术，通过无线的方式识别安装在钢包上的智能标签模块，不受现场粉尘及雾气的影响，大大地提高钢包识别的准确率；
2、标签基材采用压电材料，能够长期稳定可靠地运行在高温250℃以上的环境下，且标签可不使用电池或其他外部电源供电，进一步提升了智能钢包识别系统的安全性，整体结构紧凑合理，易于安装与维护。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的通讯结构示意图；
图3为智能标签模块的结构示意图；
图4为数据采集器模块的结构示意图；
图5为智能标签模块各组成部件示意图；
图6为智能标签模块结构的透视图。
图中示出：
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
根据本发明提供的一种智能钢包识别系统，包括数据采集器模块1、智能标签模块2；
智能标签模块2包括标签组件24、外壳组件，智能标签模块2附着在钢包耳轴的下侧，标签组件24用于存储钢包信息，外壳组件用于标签组件24与钢包之间的隔热处理；
数据采集器模块1通过无线或有线方式与智能标签模块2通信，获取智能标签模块2中的钢包信息。
具体地，所述标签组件24包括标签20、标签天线21、连接线23；
标签20通过连接线23与标签天线21连接；
连接线23通过紧固装置与标签天线21连接；
标签天线21包裹形成一端有开口的空腔，标签20位于所述空腔内。
具体地，所述数据采集器模块1包括阅读器天线11、阅读器12；
所述阅读器天线11与阅读器12电连接。
具体地，所述阅读器12包括无线收发模块121、处理模块122、控制模块123以及通讯模块124；
控制模块123接收来自通讯模块124的采集命令；
控制模块123根据采集命令通过阅读器天线11控制无线收发模块121与智能标签模块2进行通信；
无线收发模块121将接收的传感信号通过控制模块123传输至处理模块122；
处理模块122对传感信号进行处理，得到处理结果，将处理结果通过控制模块123传输至通讯模块124。
具体地，所述外壳组件包括外壳25、隔热填充物26、隔热盖板27；
所述外壳25、隔热填充物26分别是一面具有开口的壳体；
所述隔热填充物26设置在外壳25的内表面，隔热填充物26的开口与外壳25的开口相重合，隔热盖板27盖在壳体的开口上，所述标签组件24设置在外壳25内。标签基材采用压电材料，能够长期稳定可靠地运行在高温250℃以上的环境下。
具体地，所述标签20采用无源无线声表面波元件，所述阅读器12通过阅读天线11发送查询信号10，查询信号10通过标签天线21传输至标签20，标签20通过无源无线声表面波元件将查询信号10的第一电磁波信号转换为机械波；
所述机械波在标签20内部传播后，将机械波转换为电磁波，标签20通过标签天线21将所述电磁波生成回波信号13，发送至数据采集器模块1；
数据采集器模块1对回波信号13进行分析，得到钢包信息。
具体地，所述智能标签模块2表面涂有耐高温胶，智能标签模块2通过耐高温胶附着在钢包表面。
如图1所示，数据采集器模块1通过无线或有线方式与智能标签模块2进行通信。如图3、图5所示，所述智能标签模块2包括标签20、标签天线21、铆钉22、连接线23、外壳25、隔热填充物26以及隔热盖板27；标签20通过铆钉22和连接线23安装到标签天线21上；形成标签天线铆钉连接线标签组合体24；该组合体放置在隔热填充物26的凹槽内，然后上述整体放置于外壳25内，并用隔热盖板27封住。所述智能标签模块2设置在钢包耳轴下侧。
如图2、图4所示，所述采集器模块1包括阅读器天线11、阅读器12；所述阅读器天线11与阅读器12电连接。所述阅读器12包括无线收发模块121、处理模块122、控制模块123以及通讯模块124；所述控制模块123接收来自通讯模块124的采集命令；所述控制模块123控制无线收发模块121通过阅读器天线11与智能标签模块2进行通信；所述无线收发模块121将获取的传感信号通过控制模块123传输至处理模块122；由所述处理模块122对传感信号进行处理和确认，并将处理结果通过控制模块123传输至通讯模块124。所述阅读器12通过阅读器天线11发送查询信号10；所述查询信号10通过标签天线21传输至标签20；无源无线声表面波元件将查询信号10的电磁波信号转换为机械波；所述机械波在标签20内部传播；所述标签20将机械波再次转换为电磁波；所述标签20通过传标签天线21无线发送，生成回波信号13；所述阅读器天线11接收回波信号13并传输至阅读器12，阅读器12对回波信号13的参数进行分析，并结合标签20的参数，获取最终标签数据。
下面对本发明提供的智能钢包识别系统进行进一步说明：
所述数据采集器模块1包括：阅读器天线11、阅读器12；阅读器12包括无线收发模块121、处理模块122、控制模块123以及通讯模块124，所述控制模块123接收来自通讯模块124的采集命令并控制无线收发模块121通过阅读器天线11与油面温度及油位状态一体式无线智能标签2进行通信，所述无线收发模块121用于将收到的传感信号通过控制模块123传输至处理模块122，由所述处理模块对传感信号进行处理和判别，并将处理结果通过控制模块123传输至通讯模块124。
优选地，智能标签20不使用电池或其他外部电源供电，具体技术原理如下：智能标签模块2，还包括标签20和标签天线21，标签20和天线21电连接，标签20是主要的无源无线声表面波元件，可以完成电信号和机械波的互相转换。阅读器12通过阅读器天线11发送查询信号10，查询信号10通过标签天线21传输至标签20，标签20将查询信号10的电磁波信号转换为机械波即声表面波在标签20内部传播。标签20内部所存储的标签数据随声表面波由标签再次转换为电磁波，通过标签天线21无线发送，生成回波信号13，回波信号13被阅读器天线11接收并传输至阅读器12，阅读器12对回波信号13的参数进行测算，得到最终标签数据，可实现本发明中智能标签2的功能。此技术原理中，无线传感的信息和传输的能量都包含在查询信号10和回波信号13中，无源传感器2不需要任何电池进行供电。
本发明中的无源传感方式并不限于上述提到的原理。
所述阅读器12包括无线收发模块121、处理模块122、控制模块123、通讯模块124，阅读器天线11与无线收发模块121的一端电连接；所述处理模块122、控制模块123以及通讯模块124依次电连接；所述无线收发模块121的另一端与控制模块123电连接。
采集器模块1的工作流程如下：控制模块123接收来自通讯模块124的采集命令，并控制无线收发模块121通过阅读器天线11与平面垫片式的无线智能标签2通信，无线收发模块121将收到的传感信号传输至控制模块123，控制模块123将信号传输至处理模块122进行处理和判别，处理结果通过控制模块123传输至通讯模块124传送至后台。
所述智能标签模块2的安装方式优选地为钢包耳轴下侧，通过焊接或机械固定的方式安装在钢包表面。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (7)
1.一种智能钢包识别系统，其特征在于，包括数据采集器模块(1)、智能标签模块(2)；
智能标签模块(2)包括标签组件(24)、外壳组件，智能标签模块(2)附着在钢包耳轴的下侧，标签组件(24)用于存储钢包信息，外壳组件用于标签组件(24)与钢包之间的隔热处理；
数据采集器模块(1)通过无线或有线方式与智能标签模块(2)通信，获取智能标签模块(2)中的钢包信息。
2.根据权利要求1所述的智能钢包识别系统，其特征在于，所述标签组件(24)包括标签(20)、标签天线(21)、连接线(23)；
标签(20)通过连接线(23)与标签天线(21)连接；
连接线(23)通过紧固装置与标签天线(21)连接；
标签天线(21)包裹形成一端有开口的空腔，标签(20)位于所述空腔内。
3.根据权利要求1所述的智能钢包识别系统，其特征在于，所述数据采集器模块(1)包括阅读器天线(11)、阅读器(12)；
所述阅读器天线(11)与阅读器(12)电连接。
4.根据权利要求3所述的智能钢包识别系统，其特征在于，所述阅读器(12)包括无线收发模块(121)、处理模块(122)、控制模块(123)以及通讯模块(124)；
控制模块(123)接收来自通讯模块(124)的采集命令；
控制模块(123)根据采集命令通过阅读器天线(11)控制无线收发模块(121)与智能标签模块(2)进行通信；
无线收发模块(121)将接收的传感信号通过控制模块(123)传输至处理模块(122)；
处理模块(122)对传感信号进行处理，得到处理结果，将处理结果通过控制模块(123)传输至通讯模块(124)。
5.根据权利要求1所述的智能钢包识别系统，其特征在于，所述外壳组件包括外壳(25)、隔热填充物(26)、隔热盖板(27)；
所述外壳(25)、隔热填充物(26)分别是一面具有开口的壳体；
所述隔热填充物(26)设置在外壳(25)的内表面，隔热填充物(26)的开口与外壳(25)的开口相重合，隔热盖板(27)盖在壳体的开口上，所述标签组件(24)设置在外壳(25)内。
6.根据权利要求3所述的智能钢包识别系统，其特征在于，所述标签(20)采用无源无线声表面波元件，所述阅读器(12)通过阅读天线(11)发送查询信号(10)，查询信号(10)通过标签天线(21)传输至标签(20)，标签(20)通过无源无线声表面波元件将查询信号(10)的第一电磁波信号转换为机械波；
所述机械波在标签(20)内部传播后，将机械波转换为电磁波，标签(20)通过标签天线(21)将所述电磁波生成回波信号(13)，发送至数据采集器模块(1)；
数据采集器模块(1)对回波信号(13)进行分析，得到钢包信息。
7.根据权利要求1所述的智能钢包识别系统，其特征在于，所述智能标签模块(2)表面涂有耐高温胶，智能标签模块(2)通过耐高温胶附着在钢包表面。
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