CN110427005A - 一种基于Android的喷涂监控系统及其监控方法 - Google Patents

一种基于Android的喷涂监控系统及其监控方法 Download PDF

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CN110427005A CN201910751751.XA CN201910751751A CN110427005A CN 110427005 A CN110427005 A CN 110427005A CN 201910751751 A CN201910751751 A CN 201910751751A CN 110427005 A CN110427005 A CN 110427005A
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Abstract

本发明公开一种基于Android的喷涂监控系统及其监控方法，该系统包括监测平台、检测装置、ZigBee数据采集装置、网关以及喷涂控制器。检测装置包括温湿度传感器、防水温度传感器以及气压传感器。温湿度传感器用于检测车间温度以及湿度。防水温度传感器用于检测热水洗温度。气压传感器用于检测烘干室的气压。ZigBee数据采集装置包括形成ZigBee网络的协调器以及多个ZigBee终端。ZigBee终端通过ZigBee网络将环境数据传输至ZigBee协调器。网关用于将环境数据传输至监测平台，接收监测平台下发的控制命令信号。喷涂控制器用于驱动位于喷涂车间的喷涂电机执行动作。本发明减轻监控的劳动强度，喷涂监控效率高、监控数据准确，监控的效果全面，效果好。

Description

一种基于Android的喷涂监控系统及其监控方法
技术领域
本发明涉及喷涂生产技术领域的一种喷涂监控系统，尤其涉及一种基于Android的喷涂监控系统，还涉及该系统的基于Android的喷涂监控方法。
背景技术
当前的喷涂方式分为人工和自动两种。人工喷涂是工作人员使用喷枪在模具中加工产品的方法，目前小型喷涂企业普遍采用此种表面喷漆方式。传统的人工喷涂人力投入过多，极大地增加了生产成本，喷涂使用的原料对工作人员身体健康造成很大的危害，并且人工喷涂存在喷涂不均匀、产品颜色参差不齐等缺点，因此自动喷涂的方式得到了应有的重视，并且在大型企业已经投产使用。自动喷涂设备作为将涂料或油漆附着到工件表面的一种自动装置，其应用场合和领域十分广泛。自动喷涂设备是运动控制技术和喷涂技术的结合，主要驱动喷枪运动，使喷枪自动完成各种喷涂动作，提高喷涂质量，降低成本。
喷涂产品的质量不仅与喷涂方式有关，车间的环境也是一大影响因素。其中，工件的热水洗温度影响清洗工件表面的效果，与工件下一步的脱脂工作有极大关联；车间温度以及湿度直接影响喷涂设备的工作性能，粉末电阻率和沉积效率；烘干房气压的监测，是为了创造有利的风速，缩短产品合格的时间，改善车间空气质量。但是，目前对于喷涂进行监控多采用人工监控的方式，监控效率和准确性低，而且由于人工监控无法保证监控的全面性和及时性，监控的效果比较差，而且监控的劳动强度大。
发明内容
为解决现有的喷涂监控方式存在监控效率和准确性低，而且监控的效果比较差，监控的劳动强度大的技术问题，本发明提供一种基于Android的喷涂监控系统及其监控方法。
本发明采用以下技术方案实现：一种基于Android的喷涂监控系统，其包括：
监测平台，其用于监测一个喷涂车间的环境参数；
检测装置，其包括至少一个温湿度传感器、至少一个防水温度传感器以及至少一个气压传感器；所述温湿度传感器用于检测所述喷涂车间的车间温度以及车间湿度；所述防水温度传感器用于检测所述喷涂车间中热水洗温度；所述气压传感器用于检测所述喷涂车间内烘干室的气压；
ZigBee数据采集装置，其包括ZigBee协调器以及与所述温湿度传感器、所述防水温度传感器以及所述气压传感器连接的多个ZigBee终端；所述ZigBee终端通过ZigBee网络将所述温湿度传感器、所述防水温度传感器以及所述气压传感器检测的环境数据传输至所述ZigBee协调器，所述ZigBee协调器用于发送所述环境数据；
网关，其用于接收所述环境数据，并将所述环境数据传输至所述监测平台以实时更新所述喷涂车间的环境参数信息，同时接收所述监测平台根据所述环境参数信息下发的控制命令信号；以及
喷涂控制器，其用于根据所述控制命令信号，驱动位于所述喷涂车间的喷涂电机执行相应动作，以调节所述喷涂车间的喷涂作业状态。
本发明通过检测装置检测喷涂车间的环境参数，再通过ZigBee数据采集装置采集检测的数据并传输至网关，以进一步传输至监测平台，以供用户实时监测，并根据监测结果下发控制命令信号，对喷涂控制器进行控制，从而调节喷涂作业状态，解决了现有的喷涂监控方式存在监控效率和准确性低，而且监控的效果比较差，监控的劳动强度大的技术问题，得到了喷涂监控效率高、监控数据准确，而且监控效果好，可以减轻监控的劳动强度的技术效果。
作为上述方案的进一步改进，所述监测平台包括云平台服务器以及客户端；所述云平台服务器用于接收并储存所述网关发送的所述环境数据；所述客户端用于读取所述云平台服务器的数据，并显示所述喷涂车间的环境参数；所述客户端还用于通过所述云平台服务器向所述网关下发所述控制命令信号。
作为上述方案的进一步改进，所述网关包括处理器、无线网络模块以及以太网收发器；所述处理器通过所述无线网络模块向所述云平台服务器发送所述环境数据，并接收所述云平台服务器发送的所述控制命令信号；所述处理器还通过所述以太网收发器向所述喷涂控制器下发所述控制命令信号。
作为上述方案的进一步改进，所述网关还包括电源电路以及用于向所述处理器烧写和调适程序的JTAG接口电路；所述电源电路包括ASM1117稳压芯片以及电容C1、C2、C3、C4；ASM1117稳压芯片的引脚3接5V电压，并与电容C1、C2的同一端相接；ASM1117稳压芯片的引脚2接3.3V电压，并与电容C3、C4的同一端相接；ASM1117稳压芯片的引脚1以及电容C1、C2、C3、C4的同另一端均接地。
作为上述方案的进一步改进，所述网关还包括复位电路、晶振电路一以及晶振电路二；
所述复位电路包括复位开关S1以及电容C5；复位开关S1与电容C5并联，且两端分别接地和接入复位信号；
所述晶振电路一包括电容C6、C7，晶体振荡器Y1，电阻R4、R5、R6；电容C6、C7的同一端接地，同另一端分别与晶体振荡器Y1的两端相接；电阻R5与晶体振荡器Y1并联，且两端分别连接电阻R4、R6的同一端；电阻R4的另一端为OSC32输入端，电阻R6的另一端为OSC32输出端；
所述晶振电路一包括电容C8、C9，晶体振荡器Y2，电阻R7、R8、R9；电容C8、C9的同一端接地，同另一端分别与晶体振荡器Y2的两端相接；电阻R8与晶体振荡器Y2并联，且两端分别连接电阻R7、R9的同一端；电阻R7的另一端为OSC输入端，电阻R9的另一端为OSC输出端；
其中，电容C6、C7、C8、C9的容量均相同，电阻R6、R8的阻值相同，电阻R4、R6、R7、R9的阻值均相同，晶体振荡器Y1、Y2的振荡频率不同。
作为上述方案的进一步改进，当所述环境数据中满足以下至少一个条件时，所述监测平台下发驱使所述喷涂控制器驱动所述喷涂电机停止运行的控制命令信号：
(1)所述车间温度大于一个预设温度一；
(2)所述车间湿度大于一个预设湿度；
(3)所述热水洗温度低于一个预设温度二或所述热水洗温度高于一个预设温度三；
(4)所述烘干室的气压低于一个预设气压一或高于一个预设气压二。
作为上述方案的进一步改进，所述ZigBee终端的数量为三个，且每个ZigBee终端分别用于读取所述温湿度传感器、所述防水温度传感器以及所述气压传感器中任意一个传感器采集的数据；所述ZigBee终端读取并传输数据的方法包括以下步骤：
步骤S1，进行初始化；
步骤S2，请求加入所述ZigBee网络；
步骤S3，判断是否加入所述ZigBee网络，是则执行步骤S4，
步骤S4，判断对应的传感器是否采集到数据，否则执行步骤S2，在对应的传感器采集到数据时，执行步骤S5，
步骤S5，读取对应的传感器采集的数据，否则执行步骤S4；
步骤S6，在读取数据完成后，将数据传输至所述ZigBee协调器。
进一步地，所述客户端为Android客户端，且包括：
登录注册模块，其用于供用户自行注册账号以及设置密码；
首页模块，其用于为工作人员提供查看所述检测装置检测的实时数据的途径；
数据模块，其用于供用户查看最近的多个环境参数信息，并提供所述车间温度、所述车间湿度、所述热水洗温度以及所述烘干室的气压的变化曲线图；以及
控制模块，其用于供用户下发所需的控制命令信号至所述喷涂控制器中。
作为上述方案的进一步改进，所述温湿度传感器为DHT11传感器，所述防水温度传感器为DS18B20数字温度传感器，所述气压传感器为BMP180传感器。
本发明还提供一种基于Android的喷涂监控方法，其应用于上述任意所述的基于Android的喷涂监控系统中，所述喷涂监控方法包括以下步骤：
检测所述喷涂车间的车间温度、车间湿度、热水洗温度以及烘干室的气压，并以采集为环境数据；
构建一个ZigBee网络，并通过所述ZigBee网络将所述环境数据传输至所述网关；
通过所述网关将所述环境数据传输至监测平台，以实时更新所述喷涂车间的环境参数信息，并同时接收所述监测平台根据所述环境参数信息下发的控制命令信号；
根据所述控制命令信号，驱动位于所述喷涂车间的喷涂电机执行相应动作，以调节所述喷涂车间的喷涂作业状态。
相较于现有的喷涂监控方式，本发明的基于Android的喷涂监控系统及其监控方法具有以下有益效果：
该基于Android的喷涂监控系统，其通过检测装置检测喷涂车间的车间温度、车间湿度、热水洗温度以及烘干室的气压，并将这些环境数据通过ZigBee数据采集装置所形成的ZigBee网络传输至网关，并进一步传输至监测平台以供用户对这些数据进行实时监控，而且用户可以在监控平台针对性地发送控制命令信号至网关，并进一步传输至喷涂控制器，从而对喷涂车间的喷涂电机进行控制，以调节喷涂车间的喷涂作业状态。在整个监控的过程中，无需人工对环境参数进行检测和统计，可以减轻监控的劳动强度，而且采用传感器检测环境参数，并进行数据的传输，进而喷涂监控效率高、监控数据准确，而且监控一直在进行，监控的效果比人工监控更加全面，效果更好。
另外，本发明还可通过监测平台在车间温度过高，车间湿度过大，热水洗温度不达标准以及烘干室的气压不稳定时，自动下发控制命令信号去控制喷涂控制器，从而驱使喷涂电机停止运行，防止喷涂电机由于在不当的环境中进行作业所造成的喷涂效果差、喷涂不达标的情况。而且，监测平台可以设置客户端，用户可以在客户端上直接查看喷涂车间的运行情况，并通过客户端下发指令去改变喷涂作业的状态，可大量节省喷涂监控的人力物力，进一步提升喷涂的质量，提高喷涂效率。
附图说明
图1为本发明实施例1的基于Android的喷涂监控系统的系统示意图；
图2为图1中的喷涂监控系统的温湿度传感器的电路原理图；
图3为图1中的喷涂监控系统的气压传感器的电路原理图；
图4为图1中的喷涂监控系统的ZigBee网络的结构示意图；
图5为图1中的喷涂监控系统的ZigBee模块的系统电路图；
图6为图5中的ZigBee模块的电压转换电路的原理图；
图7为图5中的ZigBee模块的JTAG电路的原理图；
图8为图1中的喷涂监控系统的网关的框架图；
图9为图8中的网关的电源电路的原理图；
图10为图8中的网关的JTAG接口的电路图；
图11为图8中的网关的晶振电路一与晶振电路二的电路图；
图12为图8中的网关的复位电路的电路图；
图13为图1中的喷涂监控系统的喷涂控制器的底板外观图；
图14为图1中的喷涂监控系统的喷涂控制器从STM32F407的IO口引出多组脉冲信号的输出口电路图；
图15为图1中的喷涂监控系统的喷涂控制器的输出口电路图；
图16为图1中的喷涂监控系统的喷涂控制器的DM9000A网卡的连接图；
图17为图1中的喷涂监控系统的无线网络模块的电路原理图；
图18为图1中的喷涂监控系统的网关的流程图；
图19为本发明实施例2的喷涂监控系统的ZigBee终端的流程图；
图20为本发明实施例2的喷涂监控系统的检测装置的温湿度传感器的工作流程图；
图21为本发明实施例2的喷涂监控系统的检测装置的防水温度传感器的工作流程图；
图22为本发明实施例2的喷涂监控系统的检测装置的气压传感器的工作流程图；
图23为本发明实施例2的喷涂监控系统的喷涂控制器的主程序流程图；
图24为本发明实施例2的喷涂监控系统的以太网收发器的函数流程图；
图25为本发明实施例2的喷涂监控系统的DM9000A接收数据驱动的函数流程图；
图26为本发明实施例2的喷涂监控系统的DM9000A初始化驱动函数流程图；
图27为本发明实施例2的喷涂监控系统的无线网络模块的工作流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
请参阅图1，本实施例提供了一种基于Android的喷涂监控系统，该系统用于在喷涂车间中监控喷涂设备的运行状态以及整个车间的环境参数。在本实施例中，喷涂监控系统包括监测平台、检测装置、ZigBee数据采集装置、网关以及喷涂控制器。
检测装置用于对喷涂车间内的各项参数进行检测，其可包括多种检测模块或检测传感器。在本实施例中，检测装置包括温湿度传感器、防水温度传感器以及气压传感器。温湿度传感器、防水温度传感器以及气压传感器的数量均至少为一个，在其他实施例中，温湿度传感器、防水温度传感器以及气压传感器的数量可以根据喷涂车间的大小以及内部空间分布进行设置。其中，温湿度传感器用于检测喷涂车间的车间温度以及车间湿度。防水温度传感器用于检测喷涂车间中热水洗温度。气压传感器用于检测喷涂车间内烘干室的气压。
请参阅图2，在本实施例中，喷涂车间的温度和湿度的采集至关重要，温湿度传感器选用DHT11传感器。该DHT11传感器包括电阻式湿度传感器和NTC温度测量元件，因此具有优良的品质，快速的响应，强大的抗干扰能力和低价格等吸引人的特性。该传感器为4针单排引脚封装，且根据需求不同可采用多样的封装形式。DHT11传感器的供电电压为3～5.5V，上电后要延时1s越过不稳定状态，过程中不会传输任何指令。
作为喷涂工序的第一步热水洗，热水洗温度直接影响着色度和喷涂的均匀性，小型防水温度传感器可用于此部分的温度采集，便于远程监控。因此，本实施例的防水温度传感器可为DS18B20数字温度传感器，工作电压为3.0～5.5V，使用时无需外围电路，测量结果用9～12位数字量的格式串行发送。DS18B20数字温度传感器的测量量程从-55℃到+125℃，增量值是0.5℃，能于一秒钟之内把温度值的模拟量转换为数字量，测温偏差为1℃。DS18B20数字温度传感器两种供电模式，即数据总线电源和外部电源。外部电源方法使用多一根电线，但测量速度更快。
请参阅图3，喷涂结束后产品需要烘干才能进行下一步的加工，烘干室的气压对产品合格率有很大的影响，因而本实施例的气压传感器为BMP180传感器。BMP180传感器是一种大气压力传感器，内部包括压阻式的传感器、模数转换器以及控制单元，接口采用I2C总线形式，可由接口读校准系数和校准之前的压力温度值，校准之后便可得到真实温度和大气的压力数据。BMP180传感器储存温度为-40～+85℃，监测的压力范围在300～1100hPa之间，供电电压是1.8～3.6V(VDD)，1.62～3.6V(VDDIO)。
请参阅图4-7，ZigBee数据采集装置包括ZigBee协调器以及多个ZigBee终端，多个ZigBee终端与温湿度传感器、防水温度传感器以及气压传感器连接并形成一个ZigBee网络。ZigBee终端通过ZigBee网络将温湿度传感器、防水温度传感器以及气压传感器检测的环境数据传输至ZigBee协调器，而ZigBee协调器用于发送环境数据。
ZigBee网络支持星状网(Star Network)、树状网(Cluster tree Network)和网状网(Mesh Network)三种网络拓扑结构。星状网络的连接方式单一，协调器作为中心节点构建网络，此类网络结构中各终端节点与中心节点直接通信，而终端节点之间并不能直接通信；树状网络由一个协调器节点和多个星状网络连接组成，数据由终端节点发送给路由节点，路由节点负责向协调器节点发送；网状网络中，任何两个非终端节点在其通信覆盖范围内都可直接通信，尽管这种网络结构非常可靠，但它占用大量内存并且在后期难以维护。在本实施例中，ZigBee网络连接传感器采集喷涂车间的环境参数，并将采集到的数据发送到协调器节点，由协调器节点发送至网关。根据星状网络的特点，本系统使用星状网络拓扑。
在本实施例中，ZigBee终端的数量为三个，且每个ZigBee终端分别用于读取温湿度传感器、防水温度传感器以及气压传感器中任意一个传感器采集的数据。ZigBee终端读取并传输数据的方法包括以下步骤：
步骤S1，进行初始化；
步骤S2，请求加入ZigBee网络；
步骤S3，判断是否加入ZigBee网络，是则执行步骤S4，判断对应的传感器是否采集到数据，否则执行步骤S2；
在对应的传感器采集到数据时，执行步骤S5，读取对应的传感器采集的数据，否则执行步骤S4；
步骤S6，在读取数据完成后，将数据传输至ZigBee协调器。
在本实施例中，ZigBee协调器以及多个ZigBee终端均选择德州仪器生产的CC2530为主芯片的ZigBee模块，CC2530能够以非常小的成本构建强大的无线网络。三个ZigBee终端分别接入温湿度传感器、防水型温度传感器和大气压传感器，终端通过ZigBee网络将采集的数据发送至协调器，协调器通过串口传输给主控芯片进行下一步的处理发送，完成对喷涂车间环境参数的监测。
本实施例的ZigBee模块采用底板与核心板结合的设计，核心板包含CC2530的基础工作电路，底板则引出了芯片的IO口，设计了电压转换、程序下载调试以及USB接口等电路方便进行模块的功能扩展和开发。核心板主要包含天线及巴伦匹配电路、ZigBee晶振电路等。天线及巴伦匹配电路主要负责ZigBee组网和模块间的通信，主流的天线有PCB和SMA接口的杆状天线两类，后者有更好的增益性能，所以本系统选择后者。CC2530芯片正常工作需要2个ZigBee晶振电路，当处理器处理数据时使用芯片22和23号引脚连接的32MHz高速晶振，另一方面，处于休眠状态时处理器使用芯片32和33引脚连接的32.768KHz低速晶振电路，此时耗能较少。ZigBee电源驱动电路为ZigBee模块提供运行电压。由于CC2530稳定工作电压为2～3.6V，为了避免电流过大烧毁器件，这里设计低压差线性稳压器LDO将输入的5V电压转换为3.3V。
在本实施例中，温湿度传感器的DATA接口接ZigBee模块的P0_7引脚，VCC和GND分别接ZigBee模块引出的电源和地端，NC口悬空即可。防水温度传感器的白色信号线为串行数据传送引脚接ZigBee模块P0_7引脚，红色信号线为电源端接模块3.3V接口，黑色信号线为地线接GND端。气压传感器连接ZigBee节点时，3.3V电源要接ZigBee模块3.3V，GND接ZigBee模块GND地端，SCL为I2C时钟线接P06，SDA是I2C数据线接P07，VCC悬空即可。
监测平台用于监测一个喷涂车间的环境参数。其中，监测平台包括云平台服务器以及客户端。客户端用于读取云平台服务器的数据，并显示喷涂车间的环境参数。客户端还用于通过云平台服务器向网关下发控制命令信号。在本实施例中，客户端为Android客户端，而且包括登录注册模块、首页模块、数据模块以及控制模块。
登录注册模块用于供用户自行注册账号以及设置密码。用户可以灵活地自行注册账号以及设置密码，客户端拥有再次输入密码功能以确认设置的密码无误，注册成功后，用户名和相应密码会存入数据库中，以便在登录时进行调用。若输入用户名或密码有误，有相应的提示信息，登录成功后，则直接进入首页显示实时数据。
首页模块用于为工作人员提供查看检测装置检测的实时数据的途径。这个界面为工作人员提供了查看各传感器实时数据的途径，工作人员通过此页面选择设备，然后刷新数据便可看到对应设备的温度、湿度以及气压值，同时显示更新时间。
数据模块用于供用户查看最近的多个环境参数信息，并提供车间温度、车间湿度、热水洗温度以及烘干室的气压的变化曲线图。通过本界面用户可以直观地看到所选设备最近18个(也可以为其他数量)环境参数绘制的折线图，简单快捷地进行历史数据分析，观察到工件的热水洗温度、车间温湿度、烘干房气压值的变化情况。用户可以通过查看历史数据大小，及时调整车间环境，提高生产质量和效率。
控制模块用于供用户下发所需的控制命令信号至喷涂控制器中。此部分界面用于控制步进电机运行，通过点击相应按钮发送指令到云平台服务器，服务器再下发给网关中心进行指令处理和发送。此外页面还设置了退出登录的功能，用于退出当前账号，便于登录或注册其他账号。
请参阅图8，网关又可以称为网关中心，其用于接收环境数据，并将环境数据传输至监测平台以实时更新喷涂车间的环境参数信息，同时接收监测平台根据环境参数信息下发的控制命令信号。在本实施例中，网关包括处理器、无线网络模块以及以太网收发器，还可包括电源电路、JTAG接口电路、复位电路、晶振电路一以及晶振电路二。
处理器通过无线网络模块向云平台服务器发送环境数据，并接收云平台服务器发送的控制命令信号。处理器还通过以太网收发器向喷涂控制器下发控制命令信号。在本实施例中，处理器采用STM32F407IGT6芯片。STM32F407IGT6芯片为32比特的Cortex-M4内核，支持单周期的DSP指令，工作电压为1.8～3.6V，芯片提供丰富的片上资源，如3*SPI、4*USART、2*UART等，同时芯片支持JTAG/SWD接口的调试和下载，方便程序的下载调试，易于开发。系统网关结合ZigBee网络实现车间环境参数采集的功能，并将数据通过无线网络模块传送至云平台服务器存储在数据库内，由客户端查询显示。同时，网关通过以太网控制芯片连接网口，由以太网通信方式将客户端发送的控制指令翻译后传递给喷涂控制器，控制五轴步进电机，即控制喷涂电机。
无线网络模块通过访问路由器接入Internet进而与云平台服务器进行数据交互，将ZigBee模块采集到的温度、湿度和气压等环境参数发送到上位机部分进行监测，并将上位机部分发出的指令传送至网关中心处理。无线网络模块选用简单易用的ESP8266模块，它是一种功耗极低的UART-Wi-Fi透明传输模块，能够把系统的物理设备连接到Wi-Fi无线网络上，进行互联网或局域网通信，完成联网操作。模块配置板载PCB天线，在无遮挡处通信距离可达到400米左右。此芯片支持802.11b/g/n标准，有STA/AP/STA+AP三种工作模式可设置，有TCP/IP协议栈，可使用多种的Socket AT指令，支持UART/GPIO数据通信接口，3.3V单电源供电，超低能耗，支持STA+AP，STA和AP模式，可满足本实施例中连接服务器的需求。在使用ESP8266模块时，STM32F407的串口2，TXD和RXD分别接PC11和PC10引脚，VCC和GND分别接3.3V和地端。
在本实施例中，以太网收发器采用DP83848模块，用于网关和喷涂控制器之间的通信。DP83848是以太网处理芯片，支持MII和RMII接口，具有高集成度和低功耗的优点，支持10/100M以太网通信，传输距离大于100m，鉴于它功能强大功耗较低，它的应用十分广泛。MII模式中有许多接口，电路复杂性很高，所以本实施例采用RMII模式进行以太网通信的设计。将DP83848设置为RMII模式有硬件或软件两种方式，硬件方式在RX_DV/MII_MODE引脚接一个上拉电阻即可完成RMII接口设置。RMII模式下，OSCIN引脚用于收发数据和控制，它可由MAC层或外部时钟源提供，本实施例中使用OSC_50的有源贴片晶振为X1引脚提供50M时钟。TX_EN是DP83848的发送使能引脚，与主控芯片的PG11引脚相接，表示网关的MAC层同意双位数据放在TXD[1:0]上传送。TXD0和TXD1是RMII模式下发送数据的引脚与主控芯片的PG13和PG14相接，RXD0和RXD1是RMII模式下接收数据的引脚与主控芯片的PC4和PC5引脚相接，分别连接DP83848C的TXD[0:1]引脚与RXD[0:1]引脚。DP83848芯片通过带隔离的RJ45接口完成数字信号与差分信号的转换。
请参阅图9，电源电路包括ASM1117稳压芯片以及电容C1、C2、C3、C4。ASM1117稳压芯片的引脚3接5V电压，并与电容C1、C2的同一端相接。ASM1117稳压芯片的引脚2接3.3V电压，并与电容C3、C4的同一端相接。ASM1117稳压芯片的引脚1以及电容C1、C2、C3、C4的同另一端均接地。在本实施例中，网关部分供电采用USB的5V供电设计，而许多外设需要3.3V供电，所以设计采用ASM1117稳压芯片进行电压的转换，将5V电压转换为稳定的3.3V输出。使用稳压芯片时，输入和输出端需要连接0.1μF和10μF电容进行滤波，经过此电路的转换，接口可得到稳定输出的3.3V电压为外围电路供电。稳压电路的输出端通过330欧姆的电阻限流后串联了发光二极管，通过发光二极管可显示3.3V电压的输出成功与否。
请参阅图10，网关电路设计时，必须考虑到的是向板内烧写程序以及调试的方式，本实施例设计了JTAG电路接口，以用于向处理器烧写和调适程序。
请参阅图11，在本实施例中，STM32F407工作时需要晶振电路为其提供时钟频率，为此本实施例中设计了两种晶振电路，这两个晶振电路分别为晶振电路一以及晶振电路二。晶振电路一包括电容C6、C7，晶体振荡器Y1，电阻R4、R5、R6。电容C6、C7的同一端接地，同另一端分别与晶体振荡器Y1的两端相接。电阻R5与晶体振荡器Y1并联，且两端分别连接电阻R4、R6的同一端。电阻R4的另一端为OSC32输入端，电阻R6的另一端为OSC32输出端。晶振电路一包括电容C8、C9，晶体振荡器Y2，电阻R7、R8、R9。电容C8、C9的同一端接地，同另一端分别与晶体振荡器Y2的两端相接。电阻R8与晶体振荡器Y2并联，且两端分别连接电阻R7、R9的同一端。电阻R7的另一端为OSC输入端，电阻R9的另一端为OSC输出端。其中，电容C6、C7、C8、C9的容量均相同，电阻R6、R8的阻值相同，电阻R4、R6、R7、R9的阻值均相同，晶体振荡器Y1、Y2的振荡频率不同，并分别为32.768KHZ和8MHZ。其中32.768KHz晶振的引脚分别接主控芯片的OSC32_IN和OSC32_OUT引脚，两端并联6pF的电容，8MHZ的晶振引脚则分别与主控芯片的OSC_IN和OSC_OUT引脚连接，两端并联20pF的电容。
请参阅图12，本实施例由复位电路构成复位系统，当受到外界干扰出现程序跑飞现象，按下复位键则程序重新开始执行。复位端连接到芯片的NRST引脚，引脚为低电平有效，按键并联一个103pF电容，复位电路包括复位开关S1以及电容C5。复位开关S1与电容C5并联，且两端分别接地和接入复位信号。按下复位键，即按下复位开关S1，端口接地执行复位操作。
请参阅图13、图14以及图15，喷涂控制器用于根据控制命令信号，驱动位于喷涂车间的喷涂电机执行相应动作，以调节喷涂车间的喷涂作业状态。在本实施例中，喷涂控制器部分采用多普康公司生产的控制器模块。该控制器包括通信接口、电源接口、USB口、网口、24组输入16组输出及指示灯以及6轴(XYZABC)的脉冲方向使能的差分信号，其中P+和P-用于步进脉冲正负的控制，D+和D-用于步进方向正负的控制。该喷涂控制器提供的丰富接口可用于控制多台电机设备运行，CAN通信也可用于功能的扩展，具有很强的通用性和灵活性。本实施例引出五个轴的差分脉冲输出接口用于控制喷涂电机，引出一组输出接口控制继电器通断，实现喷漆的开始和结束操作。
喷涂时为了控制步进电机运动，喷涂控制器从STM32F407的IO口引出多组脉冲差分信号的输出口。接口连接10k的下拉电阻，使得接口正常情况下默认为低电平，电源与地之间接入0.1μf的电容进行高频滤波，防止干扰。各轴的信号接口分为CP和DIR，其中CP负责控制5V脉冲正负，DIR则用于控制5V方向正负，接口连接驱动器控制步进电机工作。
脉冲输出口通过步进电机驱动器连接多轴电机，进而控制电机运动。喷涂输出口通断由控制器的输出口连接继电器控制，模块输出采用TLP291实现光电隔离，并使用AO3422单端场效应管放大隔离的输出信号，将两端电路隔离开，防止后端高压设备对前端弱电电路形成干扰。TLP291应用SO4封装形式，是一种小巧轻便的耦合器，它具有体积小、使用寿命长、工作温度适应性强、抗干扰能力强、无接触、输入输出完全隔离等优点，因此它在各式电子仪器方面使用很多。本系统选用其中一个输出口，即RealyOut1。
请参阅图16，在本实施例中，喷涂控制器通过网络芯片DM9000AEP与网关进行通讯。DM9000AEP是高性价比单芯片快速以太网控制器，与控制器主控芯片连接后，DM9000A先接入一个网络变压器HS16-102CS，再与RJ45网口连接。接入网络变压器用于对信号进行耦合，首先可以增加传输距离；其次，芯片端与外界隔离，抗干扰能力大大提高，芯片得到极大的保护(如雷击)；最后，当它们连接到不同级别的网络端口时，它们不会影响彼此的设备。
DM9000A中的SD0～SD15是数据端口和地址端口的复用端口，将DM9000A的SD0～SD15引脚与STM32F407IGT6当中的FSMC_D0～FSMC_D15相连，由CMD端口控制其工作方式。当CMD＝0时，SD0～SD15为地址端口，传输寄存器地址；当CMD＝1时，SD0～SD15为数据端口，传输寄存器数据。DM9000A的CMD引脚与STM32F407IGT6的FSMC_A18引脚相连，并为其配置晶振和接地等，STM32F407IGT6即可访问DM9000A的内部寄存器。当IOR#为低电平时，处理器读取命令，IOW#为低电平时，处理器写入命令，并在INT为高电平时中断所请求的信号，CS#与FSMC_NE3相连作为片选信号。
请参阅图17以及图18，本实施例中网关采用STM32F407IGT6为主控芯片，搭载ZigBee协调器接收各终端节点采集的环境参数，其中终端节点分别接入DHT11、DS18B20、BMP180传感器，参数由Wi-Fi模块发送至阿里云平台上搭建的Node.js服务器，存入MongoDB数据库待调用。同时，Wi-Fi模块可请求来自服务器端的控制指令，指令通过网关的翻译使用DP83848模块由以太网通信方式传送给喷涂控制器部分，喷涂控制器标准件则使用DM900AEP芯片进行以太网通信设计实现指令的接收，收到Modbus指令后便可控制步进电机执行相应的操作。上位机APP客户端部分采用Android Studio进行开发，客户端与云服务器通过HTTP协议建立通信连接后，用户能够实时监测车间温湿度、热水洗温度和烘干气压值，也能查询到便于数据分析的历史数据折线图，同时APP能够通过按键监听将电机控制指令发送至服务器端，进一步实现远程控制功能。
相较于现有技术，本实施例的基于Android的喷涂监控系统具有以下优点：
该基于Android的喷涂监控的喷涂监控系统，其通过检测装置检测喷涂车间的车间温度、车间湿度、热水洗温度以及烘干室的气压，并将这些环境数据通过ZigBee数据采集装置所形成的ZigBee网络传输至网关，并进一步传输至监测平台以供用户对这些数据进行实时监控，而且用户可以在监控平台针对性地发送控制命令信号至网关，并进一步传输至喷涂控制器，从而对喷涂车间的喷涂电机进行控制，以调节喷涂车间的喷涂作业状态。在整个监控的过程中，无需人工对环境参数进行检测和统计，可以减轻监控的劳动强度，而且采用传感器检测环境参数，并进行数据的传输，进而喷涂监控效率高、监控数据准确，而且监控一直在进行，监控的效果比人工监控更加全面，效果更好。而且，监测平台可以设置客户端，用户可以在客户端上直接查看喷涂车间的运行情况，并通过客户端下发指令去改变喷涂作业的状态，可大量节省喷涂监控的人力物力，进一步提升喷涂的质量，提高喷涂效率。
实施例2
本实施例提供了一种基于Android的喷涂监控系统，其在实施例1的基础上提供了各个器件的工作方法及工作流程。
请参阅图19，网关的处理器若要稳定可靠地实现数据的采集发送和控制指令的接收翻译传输，主程序运行时需要进行一系列初始化操作。首先函数NVIC_priorityGroupConfig()用于设置中断优先级，然后由初始化init函数对延时、各接口、内存池、时钟、协议栈、定时器和芯片等进行初始化操作，最后调用函数atk_8266_test()启动ESP8266的测试配置及透传，开始透传后Wi-Fi模块即可定期发送数据至服务器，并且获取控制指令。本次喷涂监控系统的设计中，网关中心是整个系统的控制核心。它用于接收串口1所连协调器采集到的喷涂车间环境参数，并通过串口2所连无线网络模块发送至上位机用于分析监测，从而为喷涂车间环境的调整提供有价值的参考。同时，无线网络模块获取的上位机控制指令由网关中心进行处理，通过以太网模块以网线形式发送至喷涂控制器，进而控制喷涂操作。
ZigBee协调器作为整个ZigBee网络的中心，负责将各终端采集的温度，湿度和气压等数据通过串口发送给网关中心进行处理和进一步的发送。协调器节点在系统上电之后，首先完成网络的建立、协议栈的初始化、系统初始化、寄存器初始化等操作。在节点初始化工作结束之后，ZigBee网络会进行能量检测，ZigBee协调器选择更加稳定的信道建立网络并初始化网络的PAN和地址。ZigBee协调器完成这些工作之后，子节点上电启动，子节点会向已有网络发出请求加入的信号，加入成功后协调器节点会给所有终端节点分配网内唯一的ID，到此组网成功。组网成功后，终端节点便能将数据传送给协调器，而协调器则把数据传输给网关，由网关进行下一步操作。
ZigBee终端是ZigBee网络中的终端设备，本实施例中它用于搭载温度、温湿度和气压三个传感器采集影响喷涂的车间环境参数，并且将参数发送至协调器节点做下一步处理，节点为了达到本设计的设计目标具有以下功能：
(1)申请加入已有网络；
(2)接收唯一ID号；
(3)周期性地发送数据给协调器。
终端节点经过初始化正常工作后，向协调器节点申请加入组网，为无线传感器网络的搭建奠定通信基础，组网成功后便将数据周期性地发送给协调器节点做下一步上传准备。
请参阅图20，温湿度传感器的作用是采集车间的温度以及湿度，这两个参数直接影响静电喷涂设备的工作性能和粉末的电阻率。DHT11工作时总线高电平为空闲，ZigBee模块将总线拉低(大于18ms)发送开始的讯号，然后拉高并延时30μs左右等待响应。如果DHT11检测到开始的讯号，讯号结束后发送80μs低电平的应答，之后拉高总线延时80μs(由低功耗模式转换至高速模式)，为送出40bit的数据做好准备。数据发送完成后，DHT11拉低总线50μs，然后上拉电阻拉高再次回到空闲状态。本实施例中，该传感器DATA接口接ZigBee模块的P0_7引脚，VCC和GND分别接ZigBee模块引出的电源和地端，接入传感器的ZigBee终端通过编程设计为终端节点接收传感器返回值，定期以点播方式发给网内协调器。终端读取温湿度值时调用DHT11()函数，然后增加终端ID，打包数据通过HalUARTWrite将数据通过串口输出，最终无线发送至协调器。
请参阅图21，防水温度传感器是采集喷淋热水洗温度的防水型温度传感器，该参数影响清洗工件的效果，是影响喷涂质量的重要因素，所以此传感器的选用十分必要。DS18B20支持在单总线模式下采集特定温度，编程时严格按照时序便能够准确读出温度值。该传感器采集温度值发送给ZigBee终端，终端进行格式调整后通过组网方式发送至协调器节点，方便网关进行数据的下一步处理。DS18B20采集到的带一位小数的数值通过floatReadDs18B20()读取，与温湿度传感器原理相同，将数据打包后通过HalUARTWrite函数输出，最终以无线方式发送至协调器。
请参阅图22，气压传感器采用标准的I2C总线传输方式，可以通过接口读出校准系数以及校准前的压力和温度值，经过校准后得到实际的温度和大气压力。本实施例采用ZigBee终端读取气压传感器采集的传感器数据，首先需通过函数Init_BMP085()对BMP180芯片进行初始化，传感器数据的获取由bmp085Convert()函数完成，而getBmp180Data(float*T，float*G，float*A)函数可读取到转换单位后的传感器值。之后压力数据通过sprintf(data，"3％.03f#"，GasPress)方式格式化后发往协调器，将气压数据周期性地发送至协调器的函数为SampleApp_SendPeriodicMessage()，默认每1s调用一次。
请参阅图23，喷涂控制器采用多普康公司的喷涂控制器，它可以通过以太网通信接收来自网关中心的各种控制命令并驱动喷涂电机执行相应操作。此部分采用C语言进行软件编程，编译软件使用Keil uVision5。为使系统运行无误且稳定可靠，设备上电后首先由bsp_Init()对系统各外部硬件进行初始化操作，然后进行网络初始化，网络初始化函数为webserver()，网络初始化设置之后等待控制指令传送过来，控制器根据Modbus指令运行相应程序，完成对五轴步进电机的控制。
喷涂控制器的外部硬件初始化部分主要完成延时函数初始化、外部flash初始化、读取设备上次关机时运行的文件、合法信息放入缓存、IO口初始化、CAN初始化、电机程序以及模拟量初始化、电压检测器的初始化、初始化定时器、595芯片初始化等操作。通过本程序文件的执行，系统做好了正常运行的所有准备工作，为下一步接收指令及控制电机奠定基础。而网络初始化部分首先检测网卡芯片，读取DM9000A的IC号，配置初始化DM9000A网卡，初始化uIP协议栈，然后设置本机IP地址，设置子网掩码等，最后使能网络Modbus协议用于Modbus指令的正常使用。网络初始化主要用于以太网芯片的初始化以及收发数据的准备工作。
请参阅图24，以太网收发器采用的DP83848模块使用易于移植且资源丰富的LwIP协议作为底层协议栈进行设计。本实施例选用Raw/callback API移植方法，DP83848模块需要通过DP83848_Init()对网卡芯片进行初始化，完成启动网卡的一系列操作。其中ETH_GPIO_Config()、ETH_MACDMA_Config()和ETH_NVIC_Config()分别完成GPIO的初始化、MAC及DMA配置和中断配置的工作，而web服务启动函数参照ETH库函数中的low_level_init()编写。除此之外，由于系统控制指令的传输采用TCP连接方式，程序中需对TCP和底层协议栈进行初始化。
建立TCP连接时由pcb＝tcp_new()创建新的TCP控制块，tcp_bind(pcb,IP_ADDR_ANY,23)为新的pcb分配本地的IP地址和端口号，设置监听pcb＝tcp_listen(pcb)，建立连接时调用tcp_accept(pcb,DP83848_accept)函数。发送数据时调用tcp_write(pcb,control,strlen(temp),1)，实现TCP传输的控制指令发送。底层驱动函数通过库函数中的low_level_output(struct netif*netif,struct pbuf*p)发送数据，内核需要发送的数据必须先将其组织成pbuf结构体的形式，该函数将链表中的数据发送到网卡，组成pbuf之后启动网卡发送数据。发送网络包时调用ETH库中的ETH_TxPkt_ChainMode()函数，入参的framelength是需要发出去的包长度，包内容通过DMA技术将内存中的DMATxDescToSet->Buffer1Addr发送出去。
请参阅图25以及图26，本实施例中，DM9000AEP芯片配合uIP协议的支持实现以太网通信。uIP协议栈使用tapdev_init()函数调用实际网卡芯片的初始化函数dm9k_init()；使用tapdev_send()函数调用实际网卡芯片的数据发送函数dm9k_send_packet()；使用uint16_t tapdev_read()函数调用实际网卡芯片的数据接收函数dm9k_receive_packet()。收发数据过程中，接收数据放入全局缓存uip_buf长度赋值给uip_len，调用uip_input()函数进行处理，返回数据时数据包也存放于全局缓存uip_buf中，并调用底层发包函数发送。DM9000A的底层驱动编写包括初始化、接收数据包以及发送数据包，本次设计主要用到前两个函数，以下进行详细介绍。
初始化部分首先设置DM9000A控制口线，FSMC管脚设为复用功能，然后通过函数DM9K_FSMCConfig()配置FSMC的并口访问时序，通过宏定义的s_FSMC_Init_Ok指示FSMC初始化的状态后，dm9k_initnic()进行DM9000A的配置。配置DM9000A首先由dm9k_WriteReg(DM9000_REG_GPR,DM9000_PHY_OFF)函数对芯片进行软件重置，方便后续进行新的软件设计，重置10μs后由dm9k_hash_table()函数进行MAC和多播的设置，由dm9k_reset()进行软件设置，dm9k_WriteReg()关闭PHY进行PHY设置，dm9k_phy_write()函数通过不同参数值可用于重置PHY、设置自适应模式相容表以及设置基本连接模式，设置的最后一步则是dm9k_WriteReg(DM9000_REG_GPR,DM9000_PHY_ON)结束PHY设置，开启PHY。
网卡芯片接收数据时，第一步先将数据长度和跳包动作进行清除，防止影响下一步数据的操作结果，之后读取内存数据计算内存数据位置。收包操作通过do...while语句执行，判断条件由rx_int_count<Max_Int_Count组成，未超过最多收包次数才进行收包操作。当收到数据包时，读取相关资讯及长度，若超出系统可承受范围或者收到的广播多播包超过特定长度，则使用jump_packet＝1语句跳过此包。长度合适则进行下一步，将内存数据移向系统并将包长减去4Byte校验码报给TCP/IP上层，累计收包次数；当未收到数据包时，则清除中断标志位，可以继续读取数据包。读取下一个数据包时，首先计算下一个包的包头位置，然后将指针指向下一个包进行读取操作。
请参阅图27，无线网络模块由网关通过AT指令进行配置，借助路由器接入互联网并成功访问服务器便可以实现系统数据的传输。使用无线网络模块进行通信前，首先由函数usart2_init(115200)对与Wi-Fi相连的网关串口2进行初始化并设置波特率为115200，TIM6_Int_Init(4000,8400)函数则初始化基本定时器6并设置每400ms请求一次命令及上传一次数据，两者交错进行，最后对ESP8266模块进行了测试。无线网络模块的配置部分包括网络模式的设置、工作模式设置、路由器连接设置、目标TCP服务器设置以及单连接和传输模式的设置。本系统中下位机需要与云平台服务器进行通信，所以使用AT+CWMODE＝1将组网模式设置为STA模式，此后经3s延时重启便选定该模式，此模式下可以实现模块通过路由器接入互联网，上位机可远程监控下位机设备。模块仅与一台网关设备连接，设置为单连接模式的AT指令为AT+CIPMUX＝0。本实施例中，若检测到无线网络模块在线，AT+CIPMODE＝1设置传输模式为透传模式，之后由指令AT+CIPSEND开始透传，服务器与模块即可进行通信。采集到的数据通过定时器中断函数定期地从ZigBee串口读取，进行组装格式化，发送至串口2用于上传至服务器端。由循环函数不停读取指令，进行相应控制指令发出操作。
实施例3
本实施例提供了一种基于Android的喷涂监控系统，其在实施例1或实施例2的基础上，增加了监测平台的功能。当环境数据中满足以下至少一个条件时，监测平台下发驱使喷涂控制器驱动喷涂电机停止运行的控制命令信号：
(1)车间温度大于一个预设温度一；
(2)车间湿度大于一个预设湿度；
(3)热水洗温度低于一个预设温度二或热水洗温度高于一个预设温度三；
(4)烘干室的气压低于一个预设气压一或高于一个预设气压二。
本实施例通过监测平台在车间温度过高，车间湿度过大，热水洗温度不达标准以及烘干室的气压不稳定时，自动下发控制命令信号去控制喷涂控制器，从而驱使喷涂电机停止运行，防止喷涂电机由于在不当的环境中进行作业所造成的喷涂效果差、喷涂不达标的情况。
实施例4
本实施例提供了一种基于Android的喷涂监控方法，其应用于实施例1-3中所提供的任意一种基于Android的喷涂监控系统中。喷涂监控方法包括以下步骤：
检测喷涂车间的车间温度、车间湿度、热水洗温度以及烘干室的气压，并以采集为环境数据；
构建一个ZigBee网络，并通过ZigBee网络将环境数据传输至网关；
通过网关将环境数据传输至监测平台，以实时更新喷涂车间的环境参数信息，并同时接收监测平台根据环境参数信息下发的控制命令信号；
根据控制命令信号，驱动位于喷涂车间的喷涂电机执行相应动作，以调节喷涂车间的喷涂作业状态。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于Android的喷涂监控系统，其特征在于，其包括：
监测平台，其用于监测一个喷涂车间的环境参数；
检测装置，其包括至少一个温湿度传感器、至少一个防水温度传感器以及至少一个气压传感器；所述温湿度传感器用于检测所述喷涂车间的车间温度以及车间湿度；所述防水温度传感器用于检测所述喷涂车间中热水洗温度；所述气压传感器用于检测所述喷涂车间内烘干室的气压；
ZigBee数据采集装置，其包括ZigBee协调器以及与所述温湿度传感器、所述防水温度传感器以及所述气压传感器连接的多个ZigBee终端；所述ZigBee终端通过ZigBee网络将所述温湿度传感器、所述防水温度传感器以及所述气压传感器检测的环境数据传输至所述ZigBee协调器，所述ZigBee协调器用于发送所述环境数据；
网关，其用于接收所述环境数据，并将所述环境数据传输至所述监测平台以实时更新所述喷涂车间的环境参数信息，同时接收所述监测平台根据所述环境参数信息下发的控制命令信号；以及
喷涂控制器，其用于根据所述控制命令信号，驱动位于所述喷涂车间的喷涂电机执行相应动作，以调节所述喷涂车间的喷涂作业状态。
2.如权利要求1所述的基于Android的喷涂监控系统，其特征在于，所述监测平台包括云平台服务器以及客户端；所述云平台服务器用于接收并储存所述网关发送的所述环境数据；所述客户端用于读取所述云平台服务器的数据，并显示所述喷涂车间的环境参数；所述客户端还用于通过所述云平台服务器向所述网关下发所述控制命令信号。
3.如权利要求2所述的基于Android的喷涂监控系统，其特征在于，所述网关包括处理器、无线网络模块以及以太网收发器；所述处理器通过所述无线网络模块向所述云平台服务器发送所述环境数据，并接收所述云平台服务器发送的所述控制命令信号；所述处理器还通过所述以太网收发器向所述喷涂控制器下发所述控制命令信号。
4.如权利要求1所述的基于Android的喷涂监控系统，其特征在于，所述网关还包括电源电路以及用于向所述处理器烧写和调适程序的JTAG接口电路；所述电源电路包括ASM1117稳压芯片以及电容C1、C2、C3、C4；ASM1117稳压芯片的引脚3接5V电压，并与电容C1、C2的同一端相接；ASM1117稳压芯片的引脚2接3.3V电压，并与电容C3、C4的同一端相接；ASM1117稳压芯片的引脚1以及电容C1、C2、C3、C4的另一端均接地。
5.如权利要求1所述的基于Android的喷涂监控系统，其特征在于，所述网关还包括复位电路、晶振电路一以及晶振电路二；
所述复位电路包括复位开关S1以及电容C5；复位开关S1与电容C5并联，且两端分别接地和接入复位信号；
所述晶振电路一包括电容C6、C7，晶体振荡器Y1，电阻R4、R5、R6；电容C6、C7的同一端接地，同另一端分别与晶体振荡器Y1的两端相接；电阻R5与晶体振荡器Y1并联，且两端分别连接电阻R4、R6的同一端；电阻R4的另一端为OSC32输入端，电阻R6的另一端为OSC32输出端；
所述晶振电路二包括电容C8、C9，晶体振荡器Y2，电阻R7、R8、R9；电容C8、C9的同一端接地，同另一端分别与晶体振荡器Y2的两端相接；电阻R8与晶体振荡器Y2并联，且两端分别连接电阻R7、R9的同一端；电阻R7的另一端为OSC输入端，电阻R9的另一端为OSC输出端；
其中，电容C6、C7、C8、C9的容量均相同，电阻R6、R8的阻值相同，电阻R4、R6、R7、R9的阻值均相同，晶体振荡器Y1、Y2的振荡频率不同。
6.如权利要求1所述的基于Android的喷涂监控系统，其特征在于，当所述环境数据中满足以下至少一个条件时，所述监测平台下发驱使所述喷涂控制器驱动所述喷涂电机停止运行的控制命令信号：
(1)所述车间温度大于一个预设温度一；
(2)所述车间湿度大于一个预设湿度；
(3)所述热水洗温度低于一个预设温度二或所述热水洗温度高于一个预设温度三；
(4)所述烘干室的气压低于一个预设气压一或高于一个预设气压二。
7.如权利要求1所述的基于Android的喷涂监控系统，其特征在于，所述ZigBee终端的数量为三个，且每个ZigBee终端分别用于读取所述温湿度传感器、所述防水温度传感器以及所述气压传感器中任意一个传感器采集的数据；所述ZigBee终端读取并传输数据的方法包括以下步骤：
步骤S1，进行初始化；
步骤S2，请求加入所述ZigBee网络；
步骤S3，判断是否加入所述ZigBee网络，是则执行步骤S4；
步骤S4，判断对应的传感器是否采集到数据，否则执行步骤S2，在对应的传感器采集到数据时，执行步骤S5；
步骤S5，读取对应的传感器采集的数据，否则执行步骤S4；
步骤S6，在读取数据完成后，将数据传输至所述ZigBee协调器。
8.如权利要求2所述的基于Android的喷涂监控系统，其特征在于，所述客户端为Android客户端，且包括：
登录注册模块，其用于供用户自行注册账号以及设置密码；
首页模块，其用于为工作人员提供查看所述检测装置检测的实时数据的途径；
数据模块，其用于供用户查看最近的多个环境参数信息，并提供所述车间温度、所述车间湿度、所述热水洗温度以及所述烘干室的气压的变化曲线图；以及
控制模块，其用于供用户下发所需的控制命令信号至所述喷涂控制器中。
9.如权利要求1所述的基于Android的喷涂监控系统，其特征在于，所述温湿度传感器为DHT11传感器，所述防水温度传感器为DS18B20数字温度传感器，所述气压传感器为BMP180传感器。
10.一种基于Android的喷涂监控方法，其应用于如权利要求1-9中任意一项所述的基于Android的喷涂监控的喷涂监控系统中，其特征在于，所述喷涂监控方法包括以下步骤：
检测所述喷涂车间的车间温度、车间湿度、热水洗温度以及烘干室的气压，并以采集为环境数据；
构建一个ZigBee网络，并通过所述ZigBee网络将所述环境数据传输至所述网关；
通过所述网关将所述环境数据传输至监测平台，以实时更新所述喷涂车间的环境参数信息，并同时接收所述监测平台根据所述环境参数信息下发的控制命令信号；
根据所述控制命令信号，驱动位于所述喷涂车间的喷涂电机执行相应动作，以调节所述喷涂车间的喷涂作业状态。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111158710A (zh) * 2019-12-30 2020-05-15 杭州迪普科技股份有限公司 程序烧写方法、装置及网络设备
CN113050579A (zh) * 2021-03-30 2021-06-29 佛山市卡勒美涂装科技有限公司 家具喷涂能耗管理系统、方法及计算机可读存储介质

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103925944A (zh) * 2014-04-11 2014-07-16 东南大学 一种基于无源无线传感技术的密闭喷涂房环境监测系统
CN204925777U (zh) * 2015-09-08 2015-12-30 天津龙典科技有限公司 一种智能车间系统
CN106204318A (zh) * 2016-07-13 2016-12-07 北京航空航天大学 一种喷涂数字化车间
CN106774209A (zh) * 2016-12-26 2017-05-31 北京梵天智能工业科技有限公司 一种工业设备数据采集方法及装置
CN107239065A (zh) * 2017-05-12 2017-10-10 广东顺德迪峰机械有限公司 一种自动化涂装设备的监控系统
CN207304616U (zh) * 2017-07-18 2018-05-01 无锡运通涂装设备有限公司 智能云喷漆室系统
CN109100986A (zh) * 2018-08-30 2018-12-28 上汽大通汽车有限公司 基于物联网的涂装环保远程监控系统及方法
CN109189036A (zh) * 2018-11-15 2019-01-11 武汉大润科技有限公司 一种基于无人化管理的智能涂装生产线

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103925944A (zh) * 2014-04-11 2014-07-16 东南大学 一种基于无源无线传感技术的密闭喷涂房环境监测系统
CN204925777U (zh) * 2015-09-08 2015-12-30 天津龙典科技有限公司 一种智能车间系统
CN106204318A (zh) * 2016-07-13 2016-12-07 北京航空航天大学 一种喷涂数字化车间
CN106774209A (zh) * 2016-12-26 2017-05-31 北京梵天智能工业科技有限公司 一种工业设备数据采集方法及装置
CN107239065A (zh) * 2017-05-12 2017-10-10 广东顺德迪峰机械有限公司 一种自动化涂装设备的监控系统
CN207304616U (zh) * 2017-07-18 2018-05-01 无锡运通涂装设备有限公司 智能云喷漆室系统
CN109100986A (zh) * 2018-08-30 2018-12-28 上汽大通汽车有限公司 基于物联网的涂装环保远程监控系统及方法
CN109189036A (zh) * 2018-11-15 2019-01-11 武汉大润科技有限公司 一种基于无人化管理的智能涂装生产线

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨全兵: "基于WiFi无线网关的智能家居系统的设计", 《万方数据库》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111158710A (zh) * 2019-12-30 2020-05-15 杭州迪普科技股份有限公司 程序烧写方法、装置及网络设备
CN111158710B (zh) * 2019-12-30 2023-08-25 杭州迪普科技股份有限公司 程序烧写方法、装置及网络设备
CN113050579A (zh) * 2021-03-30 2021-06-29 佛山市卡勒美涂装科技有限公司 家具喷涂能耗管理系统、方法及计算机可读存储介质

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