一種攤鋪機掛線基準(zhǔn)監(jiān)控器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種攤鋪機掛線基準(zhǔn)監(jiān)控器，包括四個拉壓傳感器，四個具有無線發(fā)送和報警功能的監(jiān)控器子機，一個具有無線接收和短信發(fā)送功能的監(jiān)控器母機和充電器；其中各拉壓傳感器通過掛鉤分別與掛線的兩端相連，且各拉壓傳感器分別通過導(dǎo)線與各監(jiān)控器子機相連，監(jiān)控器子機通過無線方式與監(jiān)控器母機連接。該監(jiān)控器能夠?qū)崟r計算施加在拉力傳感器兩端的拉力值，并通過無線網(wǎng)絡(luò)將拉力值發(fā)送到監(jiān)控器母機，并由監(jiān)控器母機把監(jiān)測到的子機拉力值以短信的方式發(fā)送到設(shè)定的手機上。
【專利說明】一種攤鋪機掛線基準(zhǔn)監(jiān)控器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及攤鋪機的監(jiān)控器，尤其是一種可以 利用無線網(wǎng)絡(luò)實時對掛線基準(zhǔn)的拉力值進行監(jiān)控，并在掛線拉力值超過規(guī)定要求時自動 發(fā)出報警提示信息的監(jiān)控器。

【背景技術(shù)】
[0002] 在路面機械施工中，接觸式傳感器加鋼絲繩的找平方式是浙青攤鋪機、水穩(wěn)攤鋪 機和滑模攤鋪機施工中常用的方法，被稱為絕對基準(zhǔn)。測量和掛線是否準(zhǔn)確，鋼絲繩的張緊 程度如何，以及掛線高度和撓度直接影響了鋪層的標(biāo)高和平整度。在施工現(xiàn)場經(jīng)常出現(xiàn)掛 線的拉力不足或者掛線在施工過程中發(fā)生的松弛，產(chǎn)生撓度，或者拉力過大都會對已測掛 線點標(biāo)高產(chǎn)生影響，導(dǎo)致鋪層產(chǎn)生波浪、平整度變差、鋪層不均勻、高程發(fā)生變化等現(xiàn)象。國 家和行業(yè)規(guī)范規(guī)定了拉力值要求，但是由于目前沒有專用的掛線拉力監(jiān)測手段，在施工過 程中很難及時掌握和發(fā)現(xiàn)存在的問題。
[0003] 基于此我們開發(fā)了攤鋪機掛線基準(zhǔn)監(jiān)控器，可以實時對掛線拉力進行監(jiān)控，并在 拉力超過規(guī)定要求時自動發(fā)出報警提示信息。 實用新型內(nèi)容
[0004] 本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種攤鋪機掛線基準(zhǔn)監(jiān)控 器，該監(jiān)控器能夠?qū)崟r計算施加在拉力傳感器兩端的拉力值，并通過無線網(wǎng)絡(luò)將拉力值發(fā) 送到監(jiān)控器母機，并由監(jiān)控器母機把監(jiān)測到的子機拉力值以短信的方式發(fā)送到設(shè)定的手機 上。
[0005] 本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：
[0006] 這種攤鋪機掛線基準(zhǔn)監(jiān)控器，包括四個拉壓傳感器，四個具有無線發(fā)送功能的監(jiān) 控器子機，一個具有無線接收功能的監(jiān)控器母機和充電器；其中所述各拉壓傳感器通過掛 鉤分別與掛線的兩端相連，且各拉壓傳感器分別通過導(dǎo)線與各監(jiān)控器子機相連，所述監(jiān)控 器子機通過無線方式與監(jiān)控器母機連接。
[0007] 進一步，上述拉壓傳感器采用雙梁式"S"型結(jié)構(gòu)的小量程拉壓傳感器。
[0008] 進一步，上述監(jiān)控器子機包括第一單片機以及分別與所述第一單片機連接的第一 無線數(shù)傳模塊、第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器以及三色LED ;所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入端連接至拉壓 傳感器的輸出端。
[0009] 上述第一單片機采用STC11系列8051單片機；所述無線數(shù)傳模塊采用APC250 ;所 述數(shù)模轉(zhuǎn)換器采用CS5523。
[0010] 進一步，上述監(jiān)控器母機包括第二單片機以及分別與所述第二單片機連接的第二 無線數(shù)傳模塊、顯示驅(qū)動模塊以及短信模塊；所述顯示驅(qū)動模塊連接有數(shù)碼管。
[0011] 上述第二單片機采用宏晶8051-STC12C5A60AD/S2系列的STC12C5A32SA單片機； 所述第二無線數(shù)傳模塊采用APC250 ;所述顯示驅(qū)動模塊采用智能顯示驅(qū)動芯片ZLG7289 ; 所述短信模塊為GPRS透傳模塊。
[0012] 進一步，上述監(jiān)控器母機采用手提式。
[0013] 本實用新型具有以下有益效果：
[0014] 本實用新型的攤鋪機掛線基準(zhǔn)監(jiān)控器采用具有無線發(fā)送和報警功能的監(jiān)控器子 機和具有無線接收和短信發(fā)送功能的監(jiān)控器母機，來配合拉壓傳感器實現(xiàn)對掛線拉力的監(jiān) 測，本實用新型由監(jiān)控器子機實時計算施加在拉力傳感器兩端的拉力值，并且并在拉力超 過規(guī)定要求時自動發(fā)出報警提示信息，而且其還通過無線網(wǎng)絡(luò)將拉力值發(fā)送到監(jiān)控器母 機，監(jiān)控器母機能夠把監(jiān)測到的子機拉力值以短信的方式發(fā)送到設(shè)定的手機上，從而使工 作人員能夠方便的實時監(jiān)測掛線拉力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1為本實用新型的連接框圖；
[0016] 圖2為本實用新型的監(jiān)控器子機電路連接原理圖；
[0017] 圖3為本實用新型的監(jiān)控器母機電路接線原理圖。

【具體實施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細(xì)描述：
[0019] 參見圖1，本實用新型攤鋪機掛線基準(zhǔn)監(jiān)控器，包括四個拉壓傳感器，四個具有無 線發(fā)送和報警功能的監(jiān)控器子機，一個具有無線接收和短信發(fā)送功能的監(jiān)控器母機和充電 器；其中所述各拉壓傳感器通過掛鉤分別與掛線的兩端相連，且各拉壓傳感器分別通過導(dǎo) 線與各監(jiān)控器子機相連，所述監(jiān)控器子機通過無線方式與監(jiān)控器母機連接。在本實用新型 的最佳實施例中，監(jiān)控器母機采用手提式。拉壓傳感器采用雙梁式"S"型結(jié)構(gòu)的小量程拉 壓傳感器，該雙梁式"S"型結(jié)構(gòu)的小量程拉壓傳感器，其拉壓輸出對稱性好、量程范圍廣，精 度高、抗偏載能力強，結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便等；廣泛應(yīng)用于機電綜合稱、料斗稱等各種試件的 拉壓力測量及工業(yè)控制場合。其原理是把應(yīng)變片用特殊膠粘劑粘固在彈性體上，制成惠斯 登電橋的應(yīng)變電阻。當(dāng)彈性體受力變形時，應(yīng)變片電阻值也發(fā)生變化，電橋輸出相應(yīng)的電 信號。其供橋電壓為為5?15VDC (推薦10V)，量程為0?100、200、300、500kg，靈敏度為 1. 000?2. 000mV/V，輸入阻抗為380Ω ±2%，輸出阻抗為350Ω ±1%，重復(fù)性為0. 〇2%F. S， 非線性為〇. 〇3%F. S，滯后為0. 03%F. S，工作溫度為-10?60°C，絕緣電阻為500M Ω，允許過 載為 120%，溫漂為 0. 002%F. S/10°C。
[0020] 拉壓傳感器采集掛線的拉壓數(shù)據(jù)，經(jīng)監(jiān)控器子機實時計算后，通過無線網(wǎng)絡(luò)將拉 力值發(fā)送到監(jiān)控器母機，同時由監(jiān)控器母機把監(jiān)測到的監(jiān)控器子機拉力值以短信的方式發(fā) 送到設(shè)定的手機上，以告知遠(yuǎn)離施工現(xiàn)場的人員攤鋪機在攤鋪過程中掛線是否準(zhǔn)確。監(jiān)控 器子機同時還有在拉力達(dá)標(biāo)(綠燈亮)、拉力過載(紅燈亮)、拉力未達(dá)標(biāo)(黃燈亮）的警示功 能。
[0021] 參見圖2,所述監(jiān)控器子機包括第一單片機以及分別與所述第一單片機連接的第 一無線數(shù)傳模塊、第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器以及三色LED ;所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入端連接至拉 壓傳感器的輸出端。其中，在本實用新型的最佳實施例中，第一單片機采用STC11系列8051 單片機；無線數(shù)傳模塊采用APC250 ;數(shù)模轉(zhuǎn)換器采用CS5523。
[0022] 本實用新型監(jiān)控器子機中的單片機采用STC11系列8051單片機，該微控制器具有 4K內(nèi)部可擦寫程序存儲器和20個輸入/輸出端口，且通過高集成的數(shù)模轉(zhuǎn)換器CS5523進 行信息轉(zhuǎn)換。CS5523的CS端接單片機的P1. 0腳，當(dāng)CS處于低電平時，端口可識別SCLK， SD0引腳輸出高阻態(tài)，CS應(yīng)在SCLK=0時才改變狀態(tài)。SDI引腳接單片機的PL 1腳，用于串 行數(shù)據(jù)輸入，數(shù)據(jù)輸入速率由SCLK決定。SD0引腳接單片機的P1. 2腳，用于串行數(shù)據(jù)輸出， 當(dāng)CS=1時，SD0輸出為高阻態(tài)。SCLK引腳接單片機的P1. 3腳，為傳輸數(shù)據(jù)提供時鐘，SCLK 引腳的時鐘信號決定了 SDI/SD0引腳數(shù)據(jù)輸入/輸出的速率，該時鐘輸入有一個施密特觸 發(fā)器，它允許緩慢上升的時間信號，只有當(dāng)CS處于低電平時，SCLK引腳才能識別時鐘。
[0023] 監(jiān)控器子機的工作原理為：小量程拉壓傳感器將掛線的拉壓信息采集之后，通過 IN+和IN-接口傳送到高集成的數(shù)模轉(zhuǎn)換器CS5523,再由CS5523進行A/D轉(zhuǎn)換，經(jīng)CS，SDI， SDO, SCKL 四段將信號送入 STC11F04E 單片機的 PL 0，P1. 1，P1. 2，P1. 3 四端，STC11RME 單 片機對采集的拉壓數(shù)據(jù)進行分析與判斷。一路由P 3. 2, P 3. 3, P 3. 4 口送到三色LED中， 當(dāng)施加在拉力傳感器兩端的拉力值達(dá)標(biāo)時綠燈亮，過載時紅燈亮，為達(dá)標(biāo)時黃燈亮。另一路 由P3. 5, P1. 4, P3. 7分別與無線數(shù)傳模塊APC250的電源使能端EN，工作狀態(tài)指示腳AUX及 SET端相連，通過無線網(wǎng)絡(luò)向外發(fā)射信息。
[0024] 此監(jiān)控器子機中的無線數(shù)傳模塊采用深圳市安美通科技有限公司的 APC250，該無線數(shù)傳模塊的發(fā)射功率最大lOOmw (20dBm± 1 dBm7級可調(diào)），接收靈敏度 為-121dBm@1200bps，空中傳輸速率和接口速率分別為1200-19200bps和1200-57600bps， 工作濕度為10%?90% (無冷凝)，工作溫度-30°C -85°C，電源3. 4 - 5. 5V (± 100mV紋波）， 發(fā)射電流蘭100mA@100mW (接50歐姆天線），接收電流蘭20mA，休眠電流蘭3. OuA，休眠至工 作時間f 20uS，具有1800米傳輸距離（1200bps開闊地可視距離），其設(shè)置的可擦寫次數(shù)為 300K，尺寸 32. Imml8. 3mm χ7· 0mm。
[0025] 參見圖3,本實用新型的監(jiān)控器母機包括第二單片機以及分別與所述第二單片 機連接的第二無線數(shù)傳模塊、顯示驅(qū)動模塊以及短信模塊；所述顯示驅(qū)動模塊連接有數(shù)碼 管。在本實用新型的最佳實施例中，第二單片機采用宏晶8051- STC12C5A60AD/S2系列的 STC12C5A32SA單片機；所述第二無線數(shù)傳模塊采用APC250 ;所述顯示驅(qū)動模塊采用智能顯 示驅(qū)動芯片ZLG7289。
[0026] 在本實用新型最佳實施例中，監(jiān)控器母機中單片機選用具有超強抗干擾能力，很 難解密的宏晶8051-STC12C5A60AD/S2系列的STC12C5A32SA單片機，該單片機的工作電壓 為5. 5?3. 5V，其擁有32K字節(jié)片內(nèi)Flash程序存儲器，擦寫次數(shù)達(dá)10萬次以上。超低功 耗，當(dāng)處于掉電模式時，外部中斷喚醒功耗小于0. 1微安，支持下降沿/上升沿/低電平和 遠(yuǎn)程喚醒，可適用于電池供電系統(tǒng)，如水表、氣表、便攜設(shè)備等，當(dāng)處于空閑模式時，典型功 耗小于1. 3暈安，正常工作模式為2至7暈安。
[0027] 此外，本實用新型的監(jiān)控器母機中采用具有串行接口的，可同時驅(qū)動8位共陰式 數(shù)碼管(或64只獨立LED)的智能顯示驅(qū)動芯片7289來完成傳感器兩端拉力值的顯示。該 芯片同時還可連接多達(dá)64鍵的鍵盤矩陣，其內(nèi)部還含有譯碼器，可直接接受BCD碼或16進 制碼，并同時具有2種譯碼方式，此外，還具有多種控制指令，如消隱、閃爍、左移、右移、段 尋址等。
[0028] 本實用新型監(jiān)控器母機的工作原理為：監(jiān)控器母機中的第二無線數(shù)傳模塊 APC250在接收到監(jiān)控器子機發(fā)射過來的無線網(wǎng)絡(luò)之后，通過其電源使能端EN，工作狀態(tài)指 示腳AUX及SET端與單片機STC12C5A32S2中的P14、P15、P16腳相連，而向單片機傳送信 息。一方面單片機STC12C5A32S2經(jīng)其P32、P22、P21、P20分別與智能顯示驅(qū)動芯片7289的 KEY端，nCS端，CLK端及DIO端相連將子機傳送過來的信息傳送給智能顯示驅(qū)動芯片7289， 智能顯示驅(qū)動芯片7289將傳送過來的信息分析判斷之后經(jīng)數(shù)碼管SMG將拉壓傳感器兩端 的拉力值顯示出來。另一方面單片機STC12C5A32S2經(jīng)P12、P13分別與短信模塊的RXD腳 與TXD腳相連，將每一組拉力值以短信的形式告知固定的手機用戶。其中短信模塊由南京 匯馳信息技術(shù)有限公司針對行業(yè)用戶和初學(xué)者設(shè)計的一款高性能多功能ARM-GPRS/SMS開 發(fā)板。板載 LPC2132(ARM7CPU)、FM24CL16(鐵電存儲芯片），可搭載 TC35i、MC39、GTM900B 三種型號模塊。LPC2132芯片UART1已在板上與無線模塊串口相連，用戶無需任何跳線即可 進行GPRS/SMS應(yīng)用開發(fā)。開發(fā)板提供應(yīng)用程序框架和開發(fā)環(huán)境，模塊小巧玲瓏，易于集成。 本實用新型的短信模塊是GPRS透傳模塊，其是南京匯馳信息技術(shù)有限公司針對行業(yè)用戶 及GPRS初學(xué)者提出的一站式解決方案，用戶只需設(shè)計一個外殼即可擁有自己的GPRS DTU。 模塊內(nèi)置虛擬IP協(xié)議，使用時只需設(shè)置幾個簡單的參數(shù)就可以讓串口設(shè)備具有無線上網(wǎng) 功能。南京匯馳信息技術(shù)有限公司還架設(shè)了專用虛擬IP服務(wù)器，小規(guī)模用戶使用時無需辦 理固定IP業(yè)務(wù)即可享受透傳服務(wù)，真正做到即接即用。為了方便用戶開發(fā)上位機軟件，南 京匯馳信息技術(shù)有限公司免費提供透傳控件（vip. ocx)及使用例程，用戶可以方便的編寫 應(yīng)用軟件。對于傳統(tǒng)串口應(yīng)用軟件，南京匯馳信息技術(shù)有限公司有償提供虛擬串口套件，使 用時用戶不需更改任何應(yīng)用軟件即可讓遠(yuǎn)程串口設(shè)備與本機建立連接，縮短開發(fā)周期和節(jié) 省項目經(jīng)費。而短信（SMS)報警器由12V/1000mA直流供電，內(nèi)置800mA鋰電池后備電源； 有4路報警輸入通道，4路控制輸出通道，4路AD采集通道，1路DA輸出通道，通道檢測周期 〇. 1秒；5個報警接收終端，內(nèi)置硬件復(fù)位電路，報警延遲時間小于1秒，掉電待機時間大于 24小時；超小體積，超低功耗，全中文短信息，全中文操作指令。報警特性：各通道相互獨立 工作，采用末端電阻匹配監(jiān)測技術(shù)，無論是剪線還是短接線路報警器均能監(jiān)測。
【權(quán)利要求】
1. 一種攤鋪機掛線基準(zhǔn)監(jiān)控器，其特征在于，包括四個拉壓傳感器，四個具有無線發(fā)送 和報警功能的監(jiān)控器子機，一個具有無線接收和短信發(fā)送功能的監(jiān)控器母機和充電器；其 中所述各拉壓傳感器通過掛鉤分別與掛線的兩端相連，且各拉壓傳感器分別通過導(dǎo)線與各 監(jiān)控器子機相連，所述監(jiān)控器子機通過無線方式與監(jiān)控器母機連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的攤鋪機掛線基準(zhǔn)監(jiān)控器，其特征在于，所述監(jiān)控器子機包括 第一單片機以及分別與所述第一單片機連接的第一無線數(shù)傳模塊、第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器以及三 色LED ;所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入端連接至拉壓傳感器的輸出端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的攤鋪機掛線基準(zhǔn)監(jiān)控器，其特征在于，所述第一單片機采用 STC11系列8051單片機；所述無線數(shù)傳模塊采用APC250 ;所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器采用CS5523。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的攤鋪機掛線基準(zhǔn)監(jiān)控器，其特征在于，所述監(jiān)控器母機包括 第二單片機以及分別與所述第二單片機連接的第二無線數(shù)傳模塊、顯示驅(qū)動模塊以及短信 模塊；所述顯示驅(qū)動模塊連接有數(shù)碼管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的攤鋪機掛線基準(zhǔn)監(jiān)控器，其特征在于，所述第二單片機采用 宏晶8051- STC12C5A60AD/S2系列的STC12C5A32SA單片機；所述第二無線數(shù)傳模塊采用 APC250 ;所述顯示驅(qū)動模塊采用智能顯示驅(qū)動芯片ZLG7289 ;所述短信模塊為GPRS透傳模 塊。
【文檔編號】E01C23/01GK203909994SQ201420076881
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年2月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月21日
【發(fā)明者】劉洪海, 張志耕, 尹峰, 劉世清, 董進勇, 朱東升, 朱杰堯, 程永龍, 廖昊 申請人:長安大學(xué)