CN205992286U - 基于ZigBee技术的产量信息在线采集系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于ZigBee技术的产量信息无线采集系统，由无线网络智能计数终端与无线网络协调器组成，属于电子信息技术领域。无线网络智能计数终端包含传感器、单片机主控制器、按键显示模块和ZigBee收发电路，无线网络协调器包括ZigBee收发电路、电平转换模块和电源模块。本实用新型的ZigBee收发电路采用TI公司的2.4G射频收发芯片CC2530为核心。无线网络智能计数终端将传感器采集的工件加工计量数据发送至无线网络协调器，再经无线网络协调器发送至PC端。本实用新型无需网络布线，解决了有线通信方式布线复杂、维护困难的问题，具有安装便捷，使用方便，价格低廉等优点。

Description

基于ZigBee技术的产量信息在线采集系统

技术领域

本实用新型涉及电子信息技术领域，具体涉及一种基于ZigBee技术的产量信息在线采集系统。

背景技术

随着现代工业生产的迅速发展及扩大，产品的加工工序和相应的生产设备越来越多。然而经过了这样的作业细分化之后，各工厂工序的作业时间无论是在理论上，还是现实上都不能达到完全相同，这就势必出现一种因工序间节拍不一致而出现瓶颈的现象。为了解决这一现象，使得生产线能顺畅活动就必须对各工序的作业时间平均且合理化分配，但其前提是精确记录各工序各机器加工的工件数量。现大多数生产企业是采用传统的纸质卡片方式记录加工的工件数量，这种方式存在记录既不方便又不准确，且管理者无法及时掌握各工序即时生产情况的问题，已成为制约生产线平衡的瓶颈。

采用普通的工件计数装置结合传统的RS485总线网络能解决上述问题，但RS485总线网络是一种有线网络，存在成本高、布线复杂、维护费用高的缺点。采用蓝牙、红外的点对点通信方式无法实现组网通信，不适用于大型生产线多工位、多生产设备（机器）、多工班、多工卡的复杂情况下的计量数据汇总与分类。与WLAN的星状通信方式相比，基于ZigBee协议的无线传感器网络技术具有更自由的通信覆盖面积和更高可靠性。尽管工业无线网络技术兴起的时间并不长，但这个发展迅速的技术在工业自动化领域正受到人们越来越多的关注，且有不少工业生产线采用这种技术。采用ZigBee工业无线网络传输数据具有低成本、高可靠、易维护、易使用的优势。

实用新型内容

为了克服现有产量信息采集方式的不足，本实用新型提供一种基于ZigBee技术的产量信息在线采集系统，包括无线网络智能计数终端和无线网络协调器，每个无线网络智能计数终端与无线网络协调器通过ZigBee无线信号连接，无线网络智能计数终端分布式安装于各工位的机器上，它能快速、精确、自动地获取工件加工数量，且能通过工人输入型号及工号准确的记录工件的数量，并将其与型号、工号融合在一起，通过无线传感网络发送至无线网络协调器，再经无线网络协调器发送至PC端，PC端安装有专用的信息采集和统计软件。

本实用新型采用以下技术方案：无线网络智能计数终端基于先进的工业无线通信技术、传感器技术，由传感器、单片机主控制器、按键显示模块、ZigBee收发电路、电源模块组成。无线网络协调器基于成熟的ZigBee无线通信技术、由ZigBee收发电路、电平转换模块、复位电路及电源模块组成。本实用新型采用工业级无线传感网络传输数据的方式代替有线传输，无需布线，可大大降低工程造价和运行维护成本。

所述单片机主控制器电路优选地以STC公司的STC15W4K16S4芯片为核心。

所述传感器采集的信号送至所述单片机主控制器处理，所述单片机主控制器的处理采用单片机的外部中断实现。

所述ZigBee收发电路采用基于ZigBee2007/PRO协议栈的无线传感网络技术，可通过自组网构建用户专用网络，工作于2.4GHz国际ISM频段，无需频段使用费。

所述按键显示模块包含清零键、查询键、发送键、复位键、取消键、确认键、加号键、减号键、上下两排数码管以及状态显示区。

所述电平转换模块采用MAXIM公司的MAX3232芯片，能够把接收到的单片机产生的标准TTL电平信号转换成PC机可处理的标准RS232电平信号。

本实用新型的有益效果是：一是无需布线，克服了传统的RS485总线网络成本高、布线复杂、维护费用高的缺点；二是基于先进无线通信技术和传感器技术，本无线产量计数装置将工业生产线上各种生产信息及时地经协调器发送至PC端，方便管理者实时掌握生产情况，可以即时发现生产线瓶颈，为有效改善生产线平衡、提高生产线效率提供了条件；三是通过协调器能实现多个计数终端与PC端的协调通信，可以同时获取多台机床的产量情况；四是通过分析生产情况数据，为实行绩效工资改革提供技术支持；五是本实用新型具有设计合理、功能强大、安装方便、操作简单的优点。

附图说明

附图1是本实用新型的结构示意图。

附图2是无线网络智能计数终端的显示与按键面板示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如附图1所示，可以看出本实用新型是一种基于ZigBee技术的产量信息在线采集系统，包括无线网络智能计数终端和无线网络协调器。系统包含传感器1、单片机主控制器2、ZigBee收发电路3、按键显示模块4、电源模块5、ZigBee收发电路6、电平转换模块7及电源模块8。传感器1用来检测各工位机器生产工件的数量，传感器1输出的信号由单片机主控制器2直接进行处理，变成标准的TTL电平信号，单片机主控制器2记录电平信号的个数并存储于单片机的内部储存器EEPROM中，计数结果在显示模块4上显示。ZigBee收发电路3与ZigBee收发电路6优选地采用TI公司的2.4G射频收发芯片CC2530为核心，主要完成射频收发，使本实用新型具备ZigBee节点与路由功能，并且ZigBee自带天线，这为工程节约了成本。电平转换模块7采用MAXIM公司的MAX3232电平转换芯片，主要完成单片机产生的TTL电平到PC端可处理的RS232电平的转换工作。单片机主控制器2和ZigBee收发电路3均由电源模块5提供能量，ZigBee收发电路6和电平转换模块7均由电源模块8提供能量。电源模块5与电源模块8优选地采用+5V的电压直接供电。本实用新型采用工业级无线ZigBee传输的方式代替有线传输，无需布线施工，可大大降低工程造价和运行维护成本。

如附图2所示，所述按键显示模块4包含四个状态指示灯41，其中红色指示灯411代表电源指示灯；白色指示灯412代表ZigBee状态指示灯；绿色指示灯413代表计数终端向协调器进行数据发送指示灯；黄色指示灯414代表计数终端对协调器进行数据接收指示灯。

如附图2所示，所述按键显示模块4包含上下两排数码管42，上面一排数码管421显示无线网络智能计数终端采集的工件数量，共6个数码管，可以显示0至999999范围内的数字；下面一排数码管422，前面两位数码管显示加工时工人的人员编号，可以显示0到9范围内的数字，后面两位数码管显示工件型号，可以显示0到80范围内的数字。

如附图2所示，所述按键显示模块4包括查询键43、加号键44、减号键45、清零键46、发送键47、取消键48和确认键49。查询键43是通过加号键44、减号键45及第二排数码管422确定人员编号及工件型号，进而查询某人员编号某工件型号本班次的当前加工量，并在第一排数码管421显示，也可通过取消键48返回到本次操作前的状态，如果超过八秒不按键则完成查询功能。按下清零键46，第一排数码管421闪烁，由确认键49确认清零，也可由取消键48返回本次操作前的状态。根据工作需要，可以先通过查询键43显示某人员编号某工件型号在本班次的当前加工量，然后再进行清零。发送键47用于向协调器发送对应的某人员编号某工件型号的历史加工数量。

Claims (2)

1.基于ZigBee技术的产量信息在线采集系统，包括无线网络智能计数终端和无线网络协调器，其特征在于：每个无线网络智能计数终端与无线网络协调器通过ZigBee无线信号连接；

所述的无线网络智能计数终端包括传感器、单片机主控制器、ZigBee收发电路、按键显示模块和电源模块，单片机主控制器采用STC公司STC15W4K32S4芯片，ZigBee收发电路以TI公司的CC2530芯片为核心，按键显示模块与单片机主控制器电连接，电源模块与单片机主控制器及ZigBee收发电路供电端连接；

所述的无线网络协调器包括ZigBee收发电路、电平转换模块和电源模块；ZigBee收发电路以TI公司的CC2530芯片为核心，电平转换模块采用MAXIM公司的MAX3232芯片，电源模块与ZigBee收发模块及电平转换模块供电端连接。

2.根据权利要求1所述的基于ZigBee技术的产量信息在线采集系统，其特征还在于：工件经过传感器时产生触发信号，触发信号经接线端子送入单片机主控制器，主控制器进行产量计数、存储和显示，并将产量计数信息通过无线传感网络发送至无线网络协调器，无线网络协调器通过电平转换模块进行电平转换再通过接线端子将信号送至PC端。