CN202758198U - 用于自动化设备的防呆监控装置 - Google Patents

Abstract

一种用于自动化设备的防呆监控装置，包括图像传感器、3G/4G调制解调器、WI-FI/GPS、DSP/ARM处理器、SD存储卡、现场可编程模块、触摸式显示器、Flash控制器、NORFlash、NANDFlash、IO模块、串口通讯模块；其中DSP/ARM处理器分别与图像传感器、3G/4G调制解调器、WI-FI/GPS、SD存储卡、触摸式显示器、Flash控制器连接；其中Flash控制器连接分别与NORFlash和NANDFlash连接，SD存储卡经现场可编程模块分别连接IO模块和串口通讯模块。

Description

用于自动化设备的防呆监控装置

技术领域

本实用新型涉及用于自动化设备现场工况的监控装置，主要是指一种用于自动化设备的防呆监控装置。

背景技术

现有的自动化设备相当多的都自带监测诊断模块，通过对工况参数的采集和处理，分析得出异常发生的判断，并报警和停机。但是，这类自诊断功能不足以防止设备产生次品，严重时对设备自身还会造成损坏，所以自动化设备有必要安装防止工艺过程出偏的装置。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于自动化设备的防呆监控装置，目的是当自动化设备出现异常，且这种异常不能被设备自带的诊断功能察觉和有效报警时，防呆监控器能即时捕捉到该异常马上报警，并停止设备的运行，以防设备在工艺出偏时还不断产出。

实现本实用新型的技术方案是：包括图像传感器、3G/4G调制解调器、WI-FI/GPS、DSP/ARM处理器、SD存储卡、现场可编程模块、触摸式显示器、Flash控制器、NOR Flash、NAND Flash、IO模块、串口通讯模块；其中DSP/ARM处理器分别与图像传感器、3G/4G调制解调器、WI-FI/GPS、SD存储卡、触摸式显示器、Flash控制器连接；其中Flash控制器连接分别与NOR Flash和NAND Flash连接，SD存储卡经现场可编程模块分别连接IO模块和串口通讯模块。

该技术方案还包括：

所述IO模块设置上配备GPIO通用输入输出，接收现场发送过来的触发信号，并发送到设备的控制信号。

所述I/O模块还配置了无线通讯接口和无线网络接口，用于远程监控和云端运算的应用提供通讯支持。

本实用新型具有的有益效果：当自动化设备出现异常，且这种异常不能被设备自带的诊断功能察觉和有效报警时，本防呆监控装置能即时捕捉到该异常马上报警，并停止设备的运行，以防设备在工艺出偏时还不断产出。该装置能有效地避免次品产生，在无人执守的情况下都能对工艺和设备起到自动放错和保护的作用，减少人工的需求，降低工厂的成本。

附图说明

图1是本实用新型的方框图。

图中；1图像传感器、2  3G/4G调制解调器、3 WI-FI/GPS、4 SD存储卡、5 DSP/ARM处理器、6 Flash控制器、7 ＮＯＲ　Flash、8　ＮＡＮＤ　Flash 、9现场可编程模块、10触摸式显示器、11电源、12  IO模块、13串口通讯模块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图所示，本装置基于图像分析技术对设备作业过程进行监视，采用模板比对的方式，将现场实时采集到的图像与正常工况的标准图像进行比较，实现捕捉异常、分析判断、报警停机的功能。标准的模板是基于对正常工况下的影像进行分析，提取特征，比对时只是对模板的特征（组合）与现场实时图像中相应的特征进行比较，借以判断是否有异常发生。这种监测方法并不能取代自动设备所具备的自诊断功能，但对防止作业过程走偏 ，防止次品的产出，甚至设备遭受破坏等具有良好的效果。

防呆监控装置由以下几个主要部分构成：

·基于DSP/ARM的核心处理器

·光学镜头、图像传咸器、前端处理及通讯模块（即摄像机部分）

·FPGA充当图像处理的加速器和外设接口逻辑

·触控显示器

·GPIO和串行通讯

·无线通讯接口和无线网络功能

软件平台是Linux或Android，基于OS的应用程序主要实现如下的逻辑功能：

·图像采集

·模板生成，特征提取

·预处理

·模式匹配

·差异计算

·BLOB分析

·I/O及通讯

·GUI界面等

I/O设置上配备GPIO（通用输入输出），与现场发送过来的触发信号（输入，触发拍照），和发送到设备的控制信号（输出）。系统还配置了无线通讯接口和无线网络接口，对于需要远程监控和云端运算的应用提供通讯支持。

图形化的用户界面，方便用户选择目标和生成模板，设置参数。  其用户体验接近智能手机，基于用户习惯来设计，简便易学。

特点：

是基于嵌入式平台的产品，可靠性高，结构紧凑，成本低廉；

面向防呆监控的专业化用户界面，操作简单，无需编程；

采用与智能手机相同的触摸显示技术，用户体验好，易于学习和使用；

带有无线通讯和网络功能，便于与云端服务器进行连接，并使之成为物联网的端点；

为自动化设备提供所需的防呆保护功能，满足“前装”市场的需求，填补该领域空白。

实施例：

本装置由图像传感器1、3G/4G调制解调器2、WI-FI/GPS 3、DSP/ARM处理器5、SD存储卡4、现场可编程模块9、触摸式显示器10、Flash控制器6、NOR Flash 7、NAND Flash 8、IO模块12、串口通讯模块13和电源11组成。

名词解释：

1．防呆，英文叫Fool Proofing，源自日本，或称Poka-Yoke，是一种预防矫正的行为约束手段，运用避免产生错误的限制方法，让操作者不需要花费注意力，也不需要经验与专业知识即可直觉无误地完成正确的操作。在工业设计上，为了避免使用者的操作失误造成机器或人身伤害，会有针对这些可能发生的情况来做预防措施，称为防呆。

2．DSP/ARM，数字信号处理器/手臂。

3．Flash，闪存。

4．设备的正常工况的标准图象：设备在正常工作即没有异常发生的情况下，对被监视对象，比如：工件本身，或者模具，或者刀具，进行拍照，所得到的图像。

5．特征：物体的特征一般指外形或者外观上的一些数据。比如我们人脸的特征，有：方脸还是圆脸，长睫毛还是短睫毛，颧骨高还是低等等。

6．预处理：在对图像进行分析之前，一般要作预处理，比如去掉噪声，加强边缘特征， 对图像进行腐蚀等等。这在图象处理学科领域，是非常常见的。

7．模式匹配:英文叫：Template Match，或Pattern Match， 用标准模板来套物体，相识的就称匹配。

8.BLOB分析:Binary Large Object 的简写。  俗称：斑点分析，先通过阈值划分对图像进行分割，然后对斑点进行统计学运算，找到它的面积、周长等。

以上所述仅为本实用新型型较佳可行的实施例而已，并非因此局限本实用新型的权利范围，凡运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本实用新型的权利范围之内。

Claims (3)

1.一种用于自动化设备的防呆监控装置，其特征是包括图像传感器、3G/4G调制解调器、WI-FI/GPS、DSP/ARM处理器、SD存储卡、现场可编程模块、触摸式显示器、Flash控制器、NOR Flash、NAND Flash、IO模块、串口通讯模块；其中DSP/ARM处理器分别与图像传感器、3G/4G调制解调器、WI-FI/GPS、SD存储卡、触摸式显示器、Flash控制器连接；其中Flash控制器连接分别与NOR Flash和NAND Flash连接，SD存储卡经现场可编程模块分别连接IO模块和串口通讯模块。

2.如权利要求1所述的用于自动化设备的防呆监控装置，其特征是所述IO模块设置上配备GPIO通用输入输出，接收现场发送过来的触发信号，并发送到设备的控制信号。

3.如权利要求1所述的用于自动化设备的防呆监控装置，其特征是所述I/O模块还配置了无线通讯接口和无线网络接口，用于远程监控和云端运算的应用提供通讯支持。

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