一種應(yīng)用于3d打印設(shè)備的模塊化藍牙監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于3D打印設(shè)備的模塊化藍牙監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：包括依次相連的藍牙監(jiān)控器、上位機，所述的藍牙監(jiān)控器通過串口連接3D打印設(shè)備，藍牙監(jiān)控器通過藍牙連接上位機。本發(fā)明所述的系統(tǒng)，即插即用、上位機上不需添加硬件、對3D打印設(shè)備有完全的控制和數(shù)據(jù)讀取能力、系統(tǒng)可以選擇性地使用或更換各部分、系統(tǒng)具有擴展性。
【專利說明】一種應(yīng)用于3D打印設(shè)備的模塊化藍牙監(jiān)控系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種應(yīng)用于3D打印設(shè)備的模塊化藍牙監(jiān)控系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]3D打印是指基于離散-堆積原理，由零件三維數(shù)據(jù)驅(qū)動直接制造零件的制造方式。它具有能簡化加工工序、加工周期與結(jié)構(gòu)復雜程度無關(guān)、成品免組裝、結(jié)構(gòu)復雜性無限制等優(yōu)點，是未來制造技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。同時滿足了個性化、定制化且數(shù)量少的產(chǎn)品的制造需求。可以預見，該技術(shù)將進一步向個人家庭、大型組織和技術(shù)研究等應(yīng)用領(lǐng)域普及。
[0003]3D打印設(shè)備的工作方式如下:上位機使用切片軟件將STL模型轉(zhuǎn)換為機器碼，然后上位機控制軟件用一定的規(guī)則將這些機器碼逐條發(fā)送給3D打印設(shè)備，當3D打印設(shè)備逐條將所有機器碼執(zhí)行完畢后制造過程結(jié)束。
[0004]但在某些場景中，使用3D打印設(shè)備仍然有諸多不便，這妨礙了 3D打印技術(shù)的普及進程。
[0005]對于個人家庭用戶，由于價格、所需精度和使用難度等局限，它們選擇的3D打印設(shè)備往往是桌面級熔融擠出成型設(shè)備(即FDM3D打印機)，但這種設(shè)備制造速度慢、有噪音而且有異味(在使用ABS材料時)，所以設(shè)備不適宜擺放在用戶的工作學習的書桌上，而更適于擺放在房間的一個通風角落，通過藍牙來實現(xiàn)用戶對設(shè)備的監(jiān)控。同時桌面級熔融擠出成型設(shè)備的工作效果受環(huán)境(如溫度、濕度、風速)影響很大，個人家庭用戶往往無法根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)來對應(yīng)地調(diào)整制造參數(shù)設(shè)置，設(shè)備的性能無法進一步地發(fā)揮。
[0006]對于技術(shù)研究用戶，當前觀察制造過程的方式仍然是直接用肉眼通過玻璃窗觀察，散射的激光可以穿透玻璃傷害眼睛。由于這種傷害具有初期無法察覺性，如果研究人員不注意進行眼睛防護，可能會導致眼睛機能的損壞或喪失，甚至導致失明。因此需要為研究人員提供對制造過程進行間接觀察的系統(tǒng)。
[0007]所以藍牙監(jiān)控、提供制造參數(shù)設(shè)置建議和間接觀察是3D打印技術(shù)走向真正普及當前所需要的功能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種應(yīng)用于3D打印設(shè)備的模塊化藍牙監(jiān)控系統(tǒng)。
[0009]本發(fā)明的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn):
[0010]一種應(yīng)用于3D打印設(shè)備的模塊化藍牙監(jiān)控系統(tǒng)，包括依次相連的藍牙監(jiān)控器、上位機，所述的藍牙監(jiān)控器通過串口連接3D打印設(shè)備，藍牙監(jiān)控器通過藍牙連接上位機。
[0011]所述的藍牙監(jiān)控器包括依次相連的環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理板和藍牙串口模塊，其中數(shù)據(jù)處理板通過串口連接3D打印設(shè)備，藍牙串口模塊通過藍牙連接上位機。
[0012]所述的環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊包括攝像頭、溫濕度傳感器、風速傳感器。
[0013]所述的數(shù)據(jù)處理板的架構(gòu)為AVR、ARM、X86中的一種。
[0014]所述的上位機為電腦、手機、單片機中的一種。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點和有益效果:
[0016]1、它的監(jiān)控管理功能是基于藍牙的監(jiān)控管理功能，作用范圍為藍牙覆蓋范圍。上位機是Client狀態(tài)主動尋址。監(jiān)控管理器是Server狀態(tài)被動連接。
[0017]制造參數(shù)設(shè)置建議是在監(jiān)控管理器上進行分析的，因此用戶不需要在本機進行運算；參數(shù)設(shè)置建議的歷史保存在監(jiān)控管理器上。
[0018]10米內(nèi)的(房間尺度)間接觀察。
[0019]2、對3D打印設(shè)備能做到完全的遠程監(jiān)控管理，不僅能對多個3D打印設(shè)備(可以是地域上分散的)進行集中的組織管理，并對不同用戶進行權(quán)限分配，而且能實時記錄存儲3D打印過程中產(chǎn)生的有關(guān)數(shù)據(jù)，并在需要時進行數(shù)據(jù)提取分析。
[0020]3、在設(shè)備涉及激光等危險源時，可幫助用戶進行間接觀察，保障用戶的安全，能智能分析環(huán)境數(shù)據(jù)并給出制造參數(shù)設(shè)置建議。
[0021]4、模塊化設(shè)計:系統(tǒng)即插即用，上位機上不需添加硬件，系統(tǒng)可以選擇性地使用或更換或卸載各部分、系統(tǒng)具有擴展性。
[0022]5、本系統(tǒng)不需經(jīng)過任何改動即可應(yīng)用于數(shù)控機床、激光焊接設(shè)備、無人全站儀等任何串口設(shè)備。本系統(tǒng)強調(diào)應(yīng)用于3D打印設(shè)備是因為3D打印設(shè)備具有加工時間長、對環(huán)境要求高、個性化及定制化制造、數(shù)量多、地域上分散等特點，特別適合使用該系統(tǒng)。但這并不代表本發(fā)明不可用于其它現(xiàn)有的或未來的串口設(shè)備。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明所述的一種應(yīng)用于3D打印設(shè)備的模塊化藍牙監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為圖1所述系統(tǒng)的藍牙監(jiān)控器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3為圖1所述系統(tǒng)的上位機功能軟件界面示意圖；
[0026]圖4為圖1所述系統(tǒng)的環(huán)境數(shù)據(jù)信息流示意圖；
[0027]圖5為圖1所述系統(tǒng)的3D打印設(shè)備狀態(tài)信息流示意圖；
[0028]圖6為圖1所述系統(tǒng)的機器碼信息流示意圖。

【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0030]如圖1，一種應(yīng)用于3D打印設(shè)備的模塊化藍牙監(jiān)控系統(tǒng)，包括依次相連的藍牙監(jiān)控器、上位機，所述的藍牙監(jiān)控器通過串口連接3D打印設(shè)備，藍牙監(jiān)控器通過藍牙連接上位機，藍牙監(jiān)控器收集并傳輸環(huán)境數(shù)據(jù)、機器碼和設(shè)備狀態(tài)信息給上位機；
[0031]如圖2，所述的藍牙監(jiān)控器包括依次相連的環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理，2和藍牙串口模塊4，其中數(shù)據(jù)處理板2通過串口 I和接口 8連接3D打印設(shè)備9，藍牙串口模塊4通過藍牙連接上位機，其中環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊包括攝像頭10、溫濕度傳感器、風速傳感器7，環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊記錄下3D打印設(shè)備9所在的環(huán)境數(shù)據(jù)，并傳送給數(shù)據(jù)處理板2，數(shù)據(jù)處理板2通過串口 I連接到3D打印設(shè)備9，同時通過藍牙串口模塊4連接到上位機；數(shù)據(jù)處理板2負責將環(huán)境數(shù)據(jù)和3D打印設(shè)備發(fā)出的指令通過串口信號傳送給藍牙串口模塊4，并且從藍牙串口模塊4接受來自上位機指令，并將指令中的機器碼(直接指揮3D打印設(shè)備的代碼)通過串口 I連接傳遞給3D打印設(shè)備9 ;藍牙串口模塊4通過串口 3連接數(shù)據(jù)處理板2，藍牙連接上位機；所述藍牙串口模塊4的功能是使信號在串口和藍牙信號形式之間轉(zhuǎn)換，把來自上位機的指令能傳遞到數(shù)據(jù)處理板,數(shù)據(jù)處理板上傳的數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C；攝像頭10通過接口 6與數(shù)據(jù)處理板連接；
[0032]根據(jù)所要處理的數(shù)據(jù)量，所述的數(shù)據(jù)處理板2的架構(gòu)為AVR、ARM、X86中的一種；
[0033]如圖3，上位機功能軟件的功能是虛擬串口、顯示環(huán)境數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)提取分析:當設(shè)備通過串口線連接到上位機，上位機會分配一個串口號(如COM3)給該設(shè)備，而上位機控制軟件通過連接上這個串口號來與設(shè)備發(fā)生連接；如果使用該系統(tǒng)，設(shè)備沒有直接通過串口與上位機相連，所以需要上位機功能軟件將非串口連接方式虛擬為串口連接，讓上位機分配一個串口號，上位機控制軟件就可以通過這個串口號與設(shè)備對接；攝像頭、溫濕度傳感器等環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊是原有的3D打印設(shè)備所不具有的，上位機沒有顯示相應(yīng)數(shù)據(jù)的窗口，所以上位機功能軟件需要具備顯示對應(yīng)環(huán)境數(shù)據(jù)的界面。上位機可以是電腦、手機甚至是單片機，在不同平臺上的功能軟件的形式可能有所不同。
[0034]如圖4，環(huán)境數(shù)據(jù)是原本上位機和3D打印機都不產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。環(huán)境數(shù)據(jù)由監(jiān)控管理器上的環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊產(chǎn)生，監(jiān)控管理器的數(shù)據(jù)處理板2接收到后將其分析整理，串口通訊模塊4則將數(shù)據(jù)的格式由串口轉(zhuǎn)化為藍牙協(xié)議5，傳送到達上位機。
[0035]如圖5，打印機狀態(tài)信息是由打印機生成的，原本直接傳送到上位機。而本發(fā)明則是通過藍牙將狀態(tài)信息傳送到上位機。監(jiān)控管理器讀取狀態(tài)信息，串口通訊模塊轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式為藍牙，最終到達上位機。
[0036]如圖6，機器碼是由上位機生成的命令代碼，原本由上位機直接傳送到3D打印機。而本發(fā)明的則是通過藍牙將機器碼從上位機發(fā)送到3D打印機。串口通訊模塊轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式為串口，監(jiān)控管理器將機器碼發(fā)給打印機。
[0037]對于本實施例，進一步來講:
[0038]藍牙監(jiān)控器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和連接方式如圖2所示。3D打印設(shè)備串口接口 8原本通過USB接口連接上位機。使用系統(tǒng)時需將USB插頭插在數(shù)據(jù)處理板串口通訊接口 A。然后再將藍牙監(jiān)控器配置連接上位機即可。
[0039]上位機功能軟件的界面如圖4所示。功能軟件內(nèi)部對上位機控制軟件進行了關(guān)聯(lián)，使用時只需打開上位機功能軟件就可以同步打開上位機控制軟件。然后功能軟件的界面邊框會自動與控制軟件的界面邊框鎖定，從而給用戶一個集成化的上位機軟件環(huán)境。在其中一種上位機功能軟件界面設(shè)計中，軟件分為三部分功能，分別是實時視頻監(jiān)控、環(huán)境數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)以及制造參數(shù)設(shè)置建議以及歷史數(shù)據(jù)的提取和分析。
[0040]以下是該系統(tǒng)應(yīng)用的兩個不同的場合:
[0041]對于個人家庭用戶，他們可以在使用了 3D打印設(shè)備后覺得有必要時再購買本系統(tǒng)。對于這些用戶，使用本系統(tǒng)需要:購買藍牙監(jiān)控器(其中包括了環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理板、藍牙串口模塊)，對其配置連接上家庭電腦，將3D打印設(shè)備藍牙監(jiān)控器的串口線連接到3D打印設(shè)備，安裝上位機功能軟件。使用時，用戶可以將3D打印設(shè)備放置于房間通風角落，使其工作時不會打擾到用戶。用戶可以在任意一個能接入藍牙的電腦或手機上完全監(jiān)控該設(shè)備的運行，并獲得當前設(shè)備環(huán)境下推薦的制造參數(shù)設(shè)置。
[0042]對于科研單位用戶，他們可以通過環(huán)境數(shù)據(jù)間接觀察制造過程，所以他們不會受到來自危險源(如激光)的傷害。
[0043]上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于3D打印設(shè)備的模塊化藍牙監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:包括依次相連的藍牙監(jiān)控器、上位機，所述的藍牙監(jiān)控器通過串口連接3D打印設(shè)備，藍牙監(jiān)控器通過藍牙連接上位機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于3D打印設(shè)備的模塊化藍牙監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的藍牙監(jiān)控器包括依次相連的環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理板和藍牙串口模塊，其中數(shù)據(jù)處理板通過串口連接3D打印設(shè)備，藍牙串口模塊通過藍牙連接上位機。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于3D打印設(shè)備的模塊化藍牙監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊包括攝像頭、溫濕度傳感器、風速傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于3D打印設(shè)備的模塊化藍牙監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)處理板的架構(gòu)為AVR、ARM、X86中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于3D打印設(shè)備的模塊化藍牙監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的上位機為電腦、手機、單片機中的一種。
【文檔編號】G05B19/418GK104076772SQ201410263972
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】王廣興, 楊永強, 白玉超, 王迪, 許垂中, 吳培紅, 鐘文超, 曾裕華 申請人:華南理工大學