CN203894598U - 基于钢筋加工设备的嵌入式远程监控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于基于嵌入式技术、RFID射频识别技术、无线传感器网络技术于一体的实时监控装置，包括监控上位机、无线通讯模块、嵌入式单片机、RFID射频模块以及一些传感器。该监控装置网络建立属于自动连接，(1)嵌入式单片机的功能类似于协调器，主要负责数据的接受和发送，既可以实现外围节点的功能，又能实现数据功能的接力传输，其功能负责各个传感器的读写和RFID标签的信息读取，将采集到的数据进行整理后通过无线模块发送到上位机。(2)RFID模块和各个外围传感器模块是网络的感知者和执行者，负责可执行的监控系统动作。(3)上位机的功能是可以进行数据的分析然后存入数据库，可以发送数据到钢筋加工设备中的各个传感器上。该系统可以对产品从开始到入库进行跟踪监控，实时的保证钢筋质量满足要求；并且可以通过传感器检测加工设备的状态参数，保证设备的使用寿命以及工作人员的人身安全。因此该实用新型具有实时性、高效性、结构紧凑性、操作简单性、成本低性、安全性于一体的优点。

Description

基于钢筋加工设备的嵌入式远程监控装置

技术领域

本实用新型属于钢筋加工技术领域，涉及一种基于RFID射频自动识别、嵌入式技术、无线通讯技术、传感器技术于一体的钢筋加工设备的远程监控装置。该装置针对钢筋加工设备进行实时的远程监控，解决了钢筋加工设备在运行状态出现异常或者产品不合格时可以及时的发出警告和做出相应的补救措施，减少现场监督的工作人员，可以有效地避免机器故障和事故的发生，同时也可以保证钢筋的生产质量。 

技术背景

随着国民经济的快速发展，大型基础设施建设将进入快车道，钢筋加工设备市场必将随之进入快速发展阶段。而国内钢筋加工绝大多数的市场处于传统的手工加工及机械化半自动的加工方式，生产效率低、钢材浪费严重，产品合格率低，严重影响建筑施工质量。即便少数企业进口国外的智能钢筋加工设备仍然面临着钢筋型号、材质不满足国内要求的问题，严重的影响了加工的实施效率。所以为了保证钢筋加工质量、生产效率、提高钢材利用率以及保障工作人员的安全和设备维护，要创建一个基于钢筋加工设备的嵌入式远程监控装置来打破国外技术垄断，填补国内钢筋加工设备的空白，使其工作模式向高效能低成本的钢筋加工模式方向发展。 

目前国内钢筋加工方式主要是现场加工，大部分钢筋加工厂所用设备陈旧、与工地用设备类似。生产能力低、浪费大、产品质量差、成本高、利润低、劳动强度大。钢筋加工现场由于需要人员监控，自动化程度低，容易造成工伤事故。而且加工出的钢筋精度低，废料多，不能及时反馈出产品的振动、应变、尺寸性能，另外一旦机器故障无法迅速通知操作人员，造成不必要的浪费，甚至还可能引起人员伤亡。为了解决这一难题，需要在钢筋加工现场增加基于钢筋加工设备的嵌入式远程监控装置。 

发明内容

该监控装置是以“高性能嵌入式微处理器+RFID读写模块+外围传感器模块+无线通讯模块+远程监控上位机”的设备架构取代了传统的监管信息设备设计方案，具体实施方式如下：远程监控上位机进行数据的分析然后存入数据库，发送数据到钢筋加工设备中的各个传感器上，嵌入式单片机类似于协调器，主要负责数据的接受和发送，既可以实现外围节点的功能，又能实现数据功能的接力传输，其功能负责各个传感器的读写和RFID标签的信息读取，将采集到的数据进行整理后通过无线模块发送到上位机，RFID模块和各个外围传感器模块是网络的感知者和执行者，负责可执行的监控装置的动作，可以对钢筋从开始到入库进行跟踪 监控，实时的保证钢筋质量满足要求。此方案不但硬件成本低，而且应用高性能嵌入式微处理器来支持嵌入式操作系统，可以实现丰富协议接口，便于移植和向高端系统应用升级，更加便于数据采集与远程监控的实现。这样不仅可以利用ARM芯片丰富的片内、片外资源简化系统硬件结构，更为方便的是，可以通过运行嵌入式操作系统来实现丰富协议接口，减小实际应用的开发难度且便于向高端系统应用升级。本装置主要是由监控端、通信平台以及监控中心组成。监控终端负责采集所需的各种数据和信息，再将采集的数据通过RS232接口与通信平台透明数据传输终端相连；通信平台是监控终端和控制中心的桥梁，主要负责透明地发送采集来的数据，将数据无误地、实时地、快速地传输，通信平台中的嵌入式处理器将监控数据进行简单处理，通过无线模块传递到监控中心。 

附图说明

图1 该基于钢筋加工设备的嵌入式远程监控的总体方案设计图 

图2 RFID工作原理框图 

图3 电子标签和阅读器进行数据传输的原理框图 

图4 远程监控装置程序流程图 

具体实施方式

下面结合附图详细介绍基于钢筋加工设备的嵌入式远程监控装置的硬件与软件的工作流程。 

RFID实施方式描述：RFID标签——由芯片和天线组成；RFID读写器——无线电收发器和阅读器。通过无线射频方式读取标签信息，以对目标物体进行识别，RFID是一种高级的自动识别技术，它是通过无线射频方式进行非接触式的双向数据通信，以实现对实物目标加以识别和控制。RFID标签由芯片和天线组成，标签上都配有唯一的可识别的条形码。这样RFID系统就可以在无线电通讯的收发器与传感器收发器之间数据交换。 

传感器实施方式描述：用于检测加工设备的工作状态与产品质量，通过RS232串口、IIC、SPI等通讯协议与嵌入式单片机进行信号通信。 

无线模块实施方式描述：本文利用上位机通过串口RS232控制该无线通讯模块电路系统实现了TCPIP数据收发功能，并且利用单片机与该模块进行了通讯，使其能够连续不间断的进行数据的收发。 

总体实施方式描述：为了实时监控钢筋加工设备及保障产品质量，要求监控设备和加工设备同时上电。(1)加工过程中RFID的收发器实时接收有RFID标签传送过来的产品信息(如：规格、材料、编号等)，并将标签信息通过串口RS232发送到嵌入式核心芯片；(2)各种传 感器布置在钢筋加工设备与产品上，实时监测机械的状态参数与产品质量，并将传感器数据实时发送到嵌入式核心芯片上；(3)嵌入式核心芯片进行相应数据处理，与无线模块进行数据通讯，将芯片数据发送到远程上位机监控界面，并存入数据库，从而进行实现实时监控。 

Claims (1)

1.基于钢筋加工设备的嵌入式远程监控装置，主要应用于钢筋加工设备以及产品质量检测中，包括负责远程监控的上位机、无线通讯模块、嵌入式单片机、RFID射频模块、外围传感器模块，其特征是远程监控上位机进行数据的分析然后存入数据库，可以发送数据到钢筋加工设备中的各个传感器上，嵌入式单片机类似于协调器，主要负责数据的接受和发送，既可以实现外围节点的功能，又能实现数据功能的接力传输，其功能负责各个传感器的读写和RFID标签的信息读取，将采集到的数据进行整理后通过无线模块发送到上位机，RFID模块和各个外围传感器模块是网络的感知者和执行者，负责可执行的监控装置的动作，可以对钢筋从开始到入库进行跟踪监控，实时的保证钢筋质量满足要求。