CN109668423A - 一种滚筒式中药粒丸干燥机的多点实时参数监测传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种滚筒式中药粒丸干燥机的多点实时参数监测传输系统，包括基座和滚筒，滚筒的外壁上设有发送器，发送器的端面上设有竖直排列的第一起始触点和第二起始触点、和位于第一起始触点和第二起始触点的中垂线上的传输触点，基座上设有与发送器相对应的接收器，接收器的端面上竖直设有第一导向槽和第二导向槽，第一导向槽内设有起点接收触点，第二导向槽内设有接收触点，发送器内包括高速编码发送电路，滚筒上的传感器组收集的数据通过高速编码发送电路进行编码和传送，接收器内包括用于数据解码的数据处理电路，本发明通过非固定机械式点接触的形式，对滚筒内多处的温湿度进行测量和瞬时传输，便于优化整个干燥过程。

Description

一种滚筒式中药粒丸干燥机的多点实时参数监测传输系统

技术领域

本发明属于数据传输系统技术领域，尤其是涉及一种滚筒式中药粒丸干燥机的多点实时参数监测传输系统。

背景技术

干燥是中药材加工与生产不可缺少的环节，干燥的工艺过程直接影响了中药材产品的疗效、质量和外观等相关品质，在干燥过程中，时间与温度是重要参量，其量值的大小与有效成份的损失和劣质的程度有密切关联，一方面，干燥设备类型的选择与控制条件的设定对中药生产加工尤为重要，干燥新技术的发展是中药制造工业技术转型升级的关键，关系着中药现代化的进程，另一方面，干燥方法和干燥温度会对中草药的质量产生的影响比较大，根据中草药的药用部位采用不同的干燥温度与湿度参数，避免因温度过高等因素对中草药中的有效成分的破坏，保证中草药的有效性，中草药干燥的过程中需要控制中草药的温度和含水率，因为干燥的过程参数的合理控制以及不同中草药的干燥方法的正确选用是决定中草药质量的关键，对保证中草药的质量也具有重要的意义。

目前滚筒式中药粒丸干燥机使用的是单点温度和湿度测量，通常在设备进风口设温度传感器，在出风口设湿度传感器，这种测量无法准确反映运动的滚筒内部粒丸的表面温度和湿度，无法准确反映运动滚筒内部的表面温度和湿度的分布，因而难以有效地优化整个干燥工艺过程，难以实现干燥过程的自动化控制。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供一种滚筒式中药粒丸干燥机的多点实时参数监测传输系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种滚筒式中药粒丸干燥机的多点实时参数监测传输系统，包括基座和转动固定在所述基座内的滚筒，所述滚筒上设有若干个贯通孔，所述滚筒的外壁上固定设有发送器，所述发送器上与所述基座相对的端面上设有用于触发发送器准备数据传输的起始触点和用于数据传输的传输触点，所述起始触点包括竖直排列在所述发送器的端面上的第一起始触点和第二起始触点，所述传输触点位于所述第一起始触点和第二起始触点的中垂线上，所述第一起始触点、第二起始触点和传输触点均为垂直设在所述发送器端面上的铜芯导线，所述铜芯导线上套设有复位弹簧，所述铜芯导线的自由端为裸露铜芯，所述基座上固定设有与所述发送器相对应的接收器，所述接收器上与所述发送器相对的端面上竖直设有第一导向槽和第二导向槽，所述第一导向槽与所述起始触点相对应，所述第一导向槽内设有与所述起始触点分布相同的起点接收触点，所述第二导向槽与所述传输触点相对应，所述第二导向槽内设有与所述传输触点分布相同的接收触点，所述起点接收触点和接收触点均为片状金属体，所述起始触点的长度等于所述发送器的端面与第一导向槽的最大直线距离，所述传输触点的长度等于所述发送器端面与第二导向槽的最大直线距离；

所述滚筒上设有传感器组，所述发送器内包括高速编码发送电路，所述传感器组通过I2C接口与所述高速编码发送电路连接，所述起始触点和传输触点均与所述高速编码发送电路电连接，所述起点接收触点与第一基准电压源电连接，所述接收触点与第二基准电压源电连接，所述接收器内包括数据处理电路，所述接收触点接收的数据通过数据处理电路后通过MCU单片机进行显示和控制；

所述滚筒带动发送器做圆周运动，所述发送器的圆周运动带动所述发送器上的起始触点周期性地与起点接收触点以及所述发送器上的传输触点周期性地与接收触点产生瞬时接触，所述传输触点与接收触点瞬时接触时实现发送器与接收器之间数据的瞬时高速传输。

进一步地，所述第一导向槽和第二导向槽的两端均设有锥形开口。

进一步地，所述传感器组包括若干个温度传感器、湿度传感器和风速传感器。

进一步地，所述高速编码发送电路包括第一控制单元、驱动单元和用于所述第一控制单元运行的时钟单元和存储单元，所述第一控制单元用于将传感器组收集的数据进行打包，所述第一控制单元接收到起始触点的触发信号并准备发送数据，所述第一控制单元接收到传输触点的触发信号，通过驱动单元将打包数据传送到传输触点上。

进一步地，所述起始触点的触发信号由发送器上的起始触点与接收器上的起点接收触点瞬时连接产生。

进一步地，所述传输触点的触发信号由发送器上的传输触点与接收器上的接收触点瞬时连接产生。

进一步地，所述第一控制单元为FPGA或CPLD。

进一步地，所述数据处理电路包括放大和滤波单元、第二控制单元和用于所述第二控制单元运行的的时钟单元和存储单元，第二基准电压源触发接收触点启动，接收传输触点内的打包数据信号，接收的打包数据信号经过放大和滤波单元处理后，由第二控制单元进行解码处理。

进一步地，所述第二基准电压源触发接收触点启动是通过发送器上的传输触点与接收器上的接收触点瞬时连接产生。

进一步地，所述第二控制单元为FPGA或CPLD。

与现有技术相比，本发明具有的优点和有益效果是：

1、本发明通过传感器组测定滚筒在转动时的内部温湿度的分布情况，通过发送器和接收器上的起始触点与起点接收触点、传输触点与接收触点在滚筒滚动过程中的瞬时接触，将测量数据以高速通信的方式传送至接收器中，本发明采用三点非固定机械式的数据传输方式，通过滚筒滚动过程中瞬时接触，发送器和接收器同步的完成测量数据包的相互交换，相对于传统的固定式运动数据传输而言，避免了运动连接中接触电刷、导线缠绕等各种难题，同时采用点接触的形式减小了滚筒转动时的运动阻力，使滚筒转动平稳，有效可靠的解决了运动物体测量数据的动态传递难题；

2、本发明在发送器和接收器上相对应设置了两个起始触点和起点接收触点，并且将传输触点和接收触点的位置分别设置在起始触点和起点接收触点的中垂线上，有效保证了无论滚筒正转或者反转起始触点与起点接收触点都会先于传输触点与接收触点连接，提高数据传输的可靠性，另外，发送器上的起始触点和传输触点采用带复位弹簧的铜芯导线结构，此非刚性连接的方式能够有效避免滚筒转动过程中的应力冲击；

3、本发明接收器上的起点接收触点和接收触点采用片状金属体的结构，片状金属体具有一定的长度，因此在数据发送过程中，当传输触点与接收触点连接的一瞬间，第一控制单元收到传输触点的上升沿信号，开始发送数据，当传输触点与接收触点脱离的一瞬间，第一控制单元收到传输触点的下降沿信号，结束数据传输，通过片状金属体的长度特点，能够保证传输触点与接收触点每圈1-2s的充分接触时间，保证数据传输的有效性和稳定性。

附图说明

图1是本发明一种滚筒式中药粒丸干燥机的多点实时参数监测传输系统的结构示意图。

图2是体1中A处的放大图。

图3是本发明一种滚筒式中药粒丸干燥机的多点实时参数监测传输系统的系统框图。

图4是本发明一种滚筒式中药粒丸干燥机的多点实时参数监测传输系统的发送器的结构示意图。

图5是本发明一种滚筒式中药粒丸干燥机的多点实时参数监测传输系统的发送器的原理示意图。

图6是本发明一种滚筒式中药粒丸干燥机的多点实时参数监测传输系统的接收器的结构示意图。

图7是本发明一种滚筒式中药粒丸干燥机的多点实时参数监测传输系统的接收器的原理示意图。

图中：1-基座；2-滚筒；3-贯通孔；4-发送器；5-第一起始触点；6-第二起始触点；7-传输触点；8-铜芯导线；9-复位弹簧；10-接收器；11-第一导向槽；12-第二导向槽；13-起点接收触点；14-接收触点；15-传感器组；16-第一基准电压源；17-第二基准电压源；18-锥形开口；19-第一控制单元；20-驱动单元；21-时钟单元；22-存储单元；23-放大和滤波单元；24-第二控制单元。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

如图1-图7所示，一种滚筒式中药粒丸干燥机的多点实时参数监测传输系统，包括基座1和转动固定在所述基座1内的滚筒2，所述滚筒2上设有若干个贯通孔3，所述滚筒2的外壁上固定设有发送器4，所述发送器4上与所述基座1相对的端面上设有用于触发发送器准备数据传输的第一起始触点5与第二起始触点6、和用于数据传输的传输触点7，所述第一起始触点5和第二起始触点6竖直排列在所述发送器4的端面上，所述传输触点7位于所述第一起始触点5和第二起始触点6的中垂线上，所述第一起始触点5、第二起始触点6和传输触点7均为垂直设在所述发送器4端面上的铜芯导线8，所述铜芯导线8上套设有复位弹簧9，所述铜芯导线8的自由端为裸露铜芯，所述基座1上固定设有与所述发送器4相对应的接收器10，所述接收器10上与所述发送器4相对的端面上竖直设有第一导向槽11和第二导向槽12，所述第一导向槽11与所述第一起始触点5和第二起始触点6相对应，所述第一导向槽11内设有与所述第一起始触点5和第二起始触点6分布相同的起点接收触点13，所述第二导向槽12与所述传输触点7相对应，所述第二导向槽12内设有与所述传输触点7分布相同的接收触点14，所述起点接收触点13和接收触点14均为片状金属体，所述第一起始触点5和第二起始触点6的长度均等于所述发送器4的端面与第一导向槽11的最大直线距离，所述传输触点7的长度等于所述发送器4端面与第二导向槽12的最大直线距离，有效保证发送器4上的触点与接收器10上的触点接触的可靠性，所述滚筒2上设有传感器组15，所述发送器4内包括高速编码发送电路，所述传感器组15通过I2C接口与所述高速编码发送电路连接，传感器组15检测的滚筒2内的温湿度信息信号通过I2C接口传送到高速编码发送电路中进行打包处理，所述第一起始触点5、第二起始触点6和传输触点7均与所述高速编码发送电路电连接，所述起点接收触点13与第一基准电压源16电连接，所述接收触点14与第二基准电压源17电连接，所述接收器10内包括数据处理电路，所述接收触点14接收的数据通过数据处理电路后通过MCU单片机进行显示和控制；所述滚筒2带动发送器4做圆周运动，所述发送器4的圆周运动带动所述发送器4上的起始触点周期性地与起点接收触点13以及所述发送器4上的传输触点7周期性地与接收触点14产生瞬时接触，所述传输触点7与接收触点14瞬时接触时实现发送器4与接收器10之间数据的瞬时高速传输。

进一步地，所述第一导向槽11和第二导向槽12的两端均设有锥形开口18，由于在滚筒2转动过程中，不会保持平稳的直线，因此在导向槽的端部设置比导向槽较大的锥形开口，保证运动连接点能够准确进入到导向槽中，保证稳固的接触。

进一步地，所述传感器组15包括若干个温度传感器、湿度传感器和风速传感器，多种传感器分布设置在滚筒2上，实现多点实时监测的目的。

进一步地，所述高速编码发送电路包括第一控制单元19、驱动单元20和用于所述第一控制单元19运行的时钟单元21和存储单元22，第一控制单元19为FPGA或CPLD，所述第一控制单元19将传感器组15收集的数据进行打包，当发送器4上的起始触点与接收器10上的起点接收触点13连接时，第一控制单元19接收到脉冲信号并准备发送数据，当发送器4上的传输触点7与接收器10上的接收触点14连接的瞬间，第一控制单元19收到传输触点7的上升沿信号时，第一控制单元19控制驱动单元20开始将打包数据传送到传输触点7上，当第一控制单元19收到传输触点7的下降沿信号时结束数据传输。

进一步地，所述数据处理电路包括放大和滤波单元23、第二控制单元24和用于所述第二控制单元24运行的的时钟单元21和存储单元22，第二控制单元24为FPGA或CPLD，当发送器4上的传输触点7与接收器10上的接收触点14连接时，第二基准电压源17触发接收触点14启动，接收触点14接收传输触点7内的打包数据信号，接收的打包数据信号经过放大和滤波单元23处理后，由第二控制单元24进行解码处理。

进一步地，所述MCU单片机包括电源单元、存储单元、USB驱动单元和蓝牙通讯单元，USB驱动单元用于将MCU单片机与电脑通过USB接口连接，蓝牙通讯单元用于将MCU单片机与移动通讯设备通过蓝牙无线连接，经MCU单片机解码后的打包数据通过USB驱动单元和蓝牙通讯单元分别储存到电脑和移动通讯设备中。

本发明的工作过程为：发送器和接收器分别固定设置在滚筒和基座上，在对滚筒内的中药粒丸进行干燥时，首先开启滚筒进行转动，滚筒每转动一圈，即发送器和接收器上的触点接触一次，实现一次数据传输，具体的，当滚筒转动时，传感器组对滚筒内多个点进行温湿度数据的采集，采集到的数据通过I2C总线传送到第一控制单元中，第一控制单元按预先规定的形式对收集的数据打包成特定的数字数据流，当发送器上的起始触点与接收器上的起点接收触点瞬时连接时，第一控制单元接收到脉冲信号并准备发送数据，滚筒继续滚动，当传输触点与接收触点相瞬时连接时，第一控制单元收到传输触点的上升沿信号时，开始传输数据，与此同时，第二基准电压源触发接收触点启动，接收触点开始接收打包的数据信号，当第一控制单元收到传输触点的下降沿信号时，结束传输，接收触点接收数据信号经放大和滤波单元处理后，由第二控制单元进行解码处理，解码后的数据通过MCU单片机进行显示和控制。

本发明中的发送器也可以具有滚筒转速测量传感器的功能，通过调节滚筒转速，实现数据传输的稳定性和瞬时性。

本发明在发送器和接收器上相对应设置了两个起始触点和起点接收触点，并且将传输触点和接收触点的位置分别设置在起始触点和接收触点的中垂线上，有效保证了无论滚筒正转或者反转起始触点与起点接收触点都会先于传输触点与接收触点连接，提高数据传输的可靠性，在机械结构上，考虑到正反转的关系设计为三个触点，但是在电路功能设计中只需要两点即可，另外，发送器上的起始触点和传输触点采用带复位弹簧的铜芯导线结构，此非刚性连接的方式能够有效避免滚筒转动过程中的应力冲击。

本发明接收器上的起点接收触点和接收触点采用片状金属体的结构，片状金属体具有一定的长度，因此在数据发送过程中，当传输触点与接收触点连接的一瞬间，第一控制单元收到传输触点的上升沿信号，开始发送数据，当传输触点与接收触点脱离的一瞬间，第一控制单元收到传输触点的下降沿信号，结束数据传输，通过片状金属体的长度特点，能够保证传输触点与接收触点每圈1-2s的充分接触时间，保证数据传输的有效性和稳定性。

本发明中的传输触点和接收触点的电路特性需要保证低电导和宽带频率的特性，由于传输触点和接收触点为瞬时接触，因此数据的传输过程也是瞬时完成的，据计算，数据传输率在50兆-100兆之间，带宽在30兆赫兹-70兆赫兹之间，因此，需要发送器和接收器的动态性能良好，确保传输的数据信号不会出错或失真。

本发明通过传感器组测定滚筒在转动时的内部温湿度的分布情况，通过发送器和接收器上的起始触点与起点接收触点、传输触点与接收触点在滚筒滚动过程中的瞬时接触，将测量数据以高速通信的方式传送至接收器中，本发明采用三点非固定机械式的数据传输方式，通过滚筒滚动过程中瞬时接触，发送器和接收器同步的完成测量数据包的相互交换，相对于传统的固定式运动数据传输而言，避免了运动连接中接触电刷、导线缠绕等各种难题，同时采用点接触的形式减小了滚筒转动时的运动阻力，使滚筒转动平稳，有效可靠的解决了运动物体测量数据的动态传递难题。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种滚筒式中药粒丸干燥机的多点实时参数监测传输系统，包括基座和转动固定在所述基座内的滚筒，所述滚筒上设有若干个贯通孔，其特征在于：所述滚筒的外壁上固定设有发送器，所述发送器上与所述基座相对的端面上设有用于触发发送器准备数据传输的起始触点和用于数据传输的传输触点，所述起始触点包括竖直排列在所述发送器的端面上的第一起始触点和第二起始触点，所述传输触点位于所述第一起始触点和第二起始触点的中垂线上，所述第一起始触点、第二起始触点和传输触点均为垂直设在所述发送器端面上的铜芯导线，所述铜芯导线上套设有复位弹簧，所述铜芯导线的自由端为裸露铜芯，所述基座上固定设有与所述发送器相对应的接收器，所述接收器上与所述发送器相对的端面上竖直设有第一导向槽和第二导向槽，所述第一导向槽与所述起始触点相对应，所述第一导向槽内设有与所述起始触点分布相同的起点接收触点，所述第二导向槽与所述传输触点相对应，所述第二导向槽内设有与所述传输触点分布相同的接收触点，所述起点接收触点和接收触点均为片状金属体，所述起始触点的长度等于所述发送器的端面与第一导向槽的最大直线距离，所述传输触点的长度等于所述发送器端面与第二导向槽的最大直线距离；

所述滚筒上设有传感器组，所述发送器内包括高速编码发送电路，所述传感器组通过I2C接口与所述高速编码发送电路连接，所述起始触点和传输触点均与所述高速编码发送电路电连接，所述起点接收触点与第一基准电压源电连接，所述接收触点与第二基准电压源电连接，所述接收器内包括数据处理电路，所述接收触点接收的数据通过数据处理电路后通过MCU单片机进行显示和控制；

所述滚筒带动发送器做圆周运动，所述发送器的圆周运动带动所述发送器上的起始触点周期性地与起点接收触点以及所述发送器上的传输触点周期性地与接收触点产生瞬时接触，所述传输触点与接收触点瞬时接触时实现发送器与接收器之间数据的瞬时高速传输。

2.根据权利要求1所述的一种滚筒式中药粒丸干燥机的多点实时参数监测传输系统，其特征在于：所述第一导向槽和第二导向槽的两端均设有锥形开口。

3.根据权利要求1所述的一种滚筒式中药粒丸干燥机的多点实时参数监测传输系统，其特征在于：所述传感器组包括若干个温度传感器、湿度传感器和风速传感器。

4.根据权利要求1所述的一种滚筒式中药粒丸干燥机的多点实时参数监测传输系统，其特征在于：所述高速编码发送电路包括第一控制单元、驱动单元和用于所述第一控制单元运行的时钟单元和存储单元，所述第一控制单元用于将传感器组收集的数据进行打包，所述第一控制单元接收到起始触点的触发信号并准备发送数据，所述第一控制单元接收到传输触点的触发信号，通过驱动单元将打包数据传送到传输触点上。

5.根据权利要求4所述的一种滚筒式中药粒丸干燥机的多点实时参数监测传输系统，其特征在于：所述起始触点的触发信号由发送器上的起始触点与接收器上的起点接收触点瞬时连接产生。

6.根据权利要求4所述的一种滚筒式中药粒丸干燥机的多点实时参数监测传输系统，其特征在于：所述传输触点的触发信号由发送器上的传输触点与接收器上的接收触点瞬时连接产生。

7.根据权利要求4所述的一种滚筒式中药粒丸干燥机的多点实时参数监测传输系统，其特征在于：所述第一控制单元为FPGA或CPLD。

8.根据权利要求1所述的一种滚筒式中药粒丸干燥机的多点实时参数监测传输系统，其特征在于：所述数据处理电路包括放大和滤波单元、第二控制单元和用于所述第二控制单元运行的的时钟单元和存储单元，第二基准电压源触发接收触点启动，接收传输触点内的打包数据信号，接收的打包数据信号经过放大和滤波单元处理后，由第二控制单元进行解码处理。

9.根据权利要求8所述的一种滚筒式中药粒丸干燥机的多点实时参数监测传输系统，其特征在于：所述第二基准电压源触发接收触点启动是通过发送器上的传输触点与接收器上的接收触点瞬时连接产生。

10.根据权利要求8所述的一种滚筒式中药粒丸干燥机的多点实时参数监测传输系统，其特征在于：所述第二控制单元为FPGA或CPLD。