用于設(shè)備租賃的機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于設(shè)備租賃的機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)裝置，包括安裝在紡織機(jī)械電機(jī)主軸附近的振動(dòng)傳感器、溫度傳感器、傳感器控制器超低功耗單片機(jī)msp430傳感器芯片、高容量鋰電池、第一無(wú)線通信模塊，還包括安裝在紡織機(jī)械設(shè)備主控臺(tái)內(nèi)的第二無(wú)線通信模塊、主控端控制器STM32芯片、GSM網(wǎng)絡(luò)模塊，以及遠(yuǎn)程電腦。本實(shí)用新型具有設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)緊湊，性能價(jià)格比高，專為紡織機(jī)械設(shè)計(jì)，能在現(xiàn)有紡織機(jī)械上便捷的安裝使用，能準(zhǔn)確反映設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】用于設(shè)備租賃的機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于設(shè)備租賃的機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)裝置，屬于便攜式精密監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，機(jī)械設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)儀器已經(jīng)在石化設(shè)備、高爐機(jī)械、液壓設(shè)備等設(shè)備上得到了應(yīng)用，是企業(yè)生產(chǎn)過程中必不可少的輔助設(shè)備。針對(duì)上述行業(yè)的監(jiān)測(cè)儀器體積龐大，數(shù)據(jù)傳輸方式為布線，成套儀器的成本高。然而現(xiàn)有的紡織企業(yè)多為中小型企業(yè)，資產(chǎn)不夠雄厚，無(wú)法像石化、煉鋼企業(yè)一樣承擔(dān)過高的成本，同時(shí)紡織機(jī)械多為中型設(shè)備，與其匹配的外部監(jiān)測(cè)儀器應(yīng)為小型精確度較高的儀器，現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)儀器無(wú)法滿足紡織企業(yè)的要求。缺少必要的監(jiān)測(cè)儀器將無(wú)法及時(shí)掌握紡織機(jī)械的狀態(tài)，不當(dāng)?shù)氖褂脤⒖s短機(jī)械的使用壽命，加大紡織企業(yè)的成本，難以維護(hù)租賃公司的權(quán)益，對(duì)于整個(gè)行業(yè)的發(fā)展存在不利影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于為紡織機(jī)械租賃公司提供了一種用于遠(yuǎn)程監(jiān)控他們?cè)O(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)的裝置，本實(shí)用新型具有設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)緊湊，性能價(jià)格比高，專為紡織機(jī)械設(shè)計(jì)，能在現(xiàn)有紡織機(jī)械上便捷的安裝使用，能準(zhǔn)確反映設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的特點(diǎn)。
[0004]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0005]一種用于設(shè)備租賃的機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)裝置，包括安裝在紡織機(jī)械電機(jī)主軸附近的振動(dòng)傳感器、溫度傳感器、傳感器控制器超低功耗單片機(jī)msp430傳感器芯片、高容量鋰電池、第一無(wú)線通信模塊，還包括安裝在紡織機(jī)械設(shè)備主控臺(tái)內(nèi)的第二無(wú)線通信模塊、主控端控制器STM32芯片、GSM網(wǎng)絡(luò)模塊，以及遠(yuǎn)程電腦；其中所述的振動(dòng)傳感器、溫度傳感器、高容量鋰電池與傳感器控制器超低功耗單片機(jī)msp430傳感器芯片通過線路相連；所述的傳感器控制器超低功耗單片機(jī)msp430傳感器芯片與第一無(wú)線通信模塊相連；所述的第一無(wú)線通信模塊與第二無(wú)線通信模塊信號(hào)相連，所述的第二無(wú)線通信模塊與主控端控制器STM32芯片相連，所述的主控端控制器STM32芯片分別與外部5V直接供電電源、GSM網(wǎng)絡(luò)模塊通過線路相連，所述的GSM網(wǎng)絡(luò)模塊與遠(yuǎn)程電腦信號(hào)相連。
[0006]本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型的用于設(shè)備租賃的機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)裝置最大的特點(diǎn)就是整個(gè)系統(tǒng)的通信方式摒棄了傳統(tǒng)的有線傳輸，進(jìn)而選用了無(wú)線通信。使得整個(gè)裝置完全擺脫了線纜的束縛，極大的提高了傳感器控制器安裝的靈活性和普適性，針對(duì)不同的紡織機(jī)械，本實(shí)用新型的裝置都能夠較為便攜的安裝。而在遠(yuǎn)距離網(wǎng)絡(luò)通信方面，本實(shí)用新型的裝置也不需要外接網(wǎng)線，這也體現(xiàn)了該產(chǎn)品的便攜性。第二本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)從傳感器測(cè)得之后，需要兩次傳輸?shù)竭_(dá)網(wǎng)站，以進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。第一部分應(yīng)用于傳感器與設(shè)備控制臺(tái)之間，傳輸原始數(shù)據(jù)；第二部分位于設(shè)備控制臺(tái)與遠(yuǎn)程監(jiān)控端，控制端收到的原始數(shù)據(jù)，通過程序的處理之后，在保證不丟失重要信息的情況下，減少傳送的數(shù)據(jù)量；其中第一部分采用相關(guān)的無(wú)線傳輸模塊，經(jīng)過相關(guān)的技術(shù)運(yùn)用，可以短程的發(fā)送信號(hào)，降低能耗，延長(zhǎng)儀器的使用壽命，也可以減少儀器內(nèi)的布線，縮小儀器的體積。這一部分本實(shí)用新型每5分鐘發(fā)送一次原始數(shù)據(jù)到控制臺(tái)，首先在I秒內(nèi)完成數(shù)據(jù)采集與發(fā)送作業(yè)，然后便進(jìn)入休眠狀態(tài)并持續(xù)4分59秒以降低功耗；第二部分利用現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)，通過相應(yīng)的模塊接入GSM網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)最終傳輸?shù)竭h(yuǎn)程控制端，租賃公司可以通過普通PC機(jī)聯(lián)網(wǎng)獲得他們?cè)O(shè)備的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)。
[0007]綜上所述，本實(shí)用新型具有設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)緊湊，性能價(jià)格比高，專為紡織機(jī)械設(shè)計(jì)，能在現(xiàn)有紡織機(jī)械上便捷的安裝使用，能準(zhǔn)確反映設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的特點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0009]圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0010]實(shí)施例1
[0011]本實(shí)施例的一種用于設(shè)備租賃的機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)裝置，如圖1、2所示，包括安裝在紡織機(jī)械11電機(jī)主軸10附近的振動(dòng)傳感器1、溫度傳感器2、傳感器控制器超低功耗單片機(jī)msp430傳感器芯片3、高容量鋰電池4、第一無(wú)線通信模塊8，還包括安裝在紡織機(jī)械設(shè)備主控臺(tái)內(nèi)的第二無(wú)線通信模塊9、主控端控制器STM32芯片5、GSM網(wǎng)絡(luò)模塊6，以及遠(yuǎn)程電腦7 ;其中所述的振動(dòng)傳感器1、溫度傳感器2、高容量鋰電池4與傳感器控制器超低功耗單片機(jī)msp430傳感器芯片3通過線路相連；所述的傳感器控制器超低功耗單片機(jī)msp430傳感器芯片3與第一無(wú)線通信模塊8相連；所述的第一無(wú)線通信模塊8與第二無(wú)線通信模塊9信號(hào)相連，所述的第二無(wú)線通信模塊9與主控端控制器STM32芯片5相連，所述的主控端控制器STM32芯片5分別與外部5V直接供電電源12、GSM網(wǎng)絡(luò)模塊6通過線路相連，所述的GSM網(wǎng)絡(luò)模塊6與遠(yuǎn)程電腦7信號(hào)相連。本實(shí)施例的振動(dòng)傳感器I為FLXN8361振動(dòng)傳感器，溫度傳感器2為MCP7900溫度傳感器。
[0012]本實(shí)施例的一種用于設(shè)備租賃的機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)方法，包括如下步驟:1)利用安裝在紡織機(jī)械11電機(jī)主軸10附近的傳感器控制器超低功耗單片機(jī)msp430傳感器芯片3來(lái)控制振動(dòng)傳感器I，溫度傳感器2對(duì)紡織電機(jī)進(jìn)行一系列的數(shù)據(jù)采集，高容量鋰電池4對(duì)傳感器控制器超低功耗單片機(jī)msp430傳感器芯片3進(jìn)行供電；在本實(shí)施例的傳感器控制器端，采用了超低功耗單片機(jī)msp430和低功耗無(wú)線通訊模塊nrf2401來(lái)降低模塊功耗，整個(gè)系統(tǒng)則是采用了占空比控制技術(shù)——控制傳感器控制器的間歇性工作來(lái)最大程度的降低系統(tǒng)功耗；其中振動(dòng)傳感器I對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行米樣后傳輸給傳感器控制器超低功耗單片機(jī)msp430傳感器芯片3,傳感器控制器超低功耗單片機(jī)msp430傳感器芯片3通過內(nèi)部的AD轉(zhuǎn)換功能將機(jī)械信號(hào)利用離散化處理轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并利用定時(shí)器功能，將振動(dòng)信號(hào)的采樣周期設(shè)為1ms，無(wú)線發(fā)送周期設(shè)為2ms，溫度信號(hào)采樣周期設(shè)為ls，即傳感器控制器超低功耗單片機(jī)msp430傳感器芯片3每隔Ims采集一次振動(dòng)信號(hào)，每采集兩次振動(dòng)信號(hào)就將當(dāng)前數(shù)據(jù)通過第一無(wú)線傳輸模塊8發(fā)送至主控端控制器STM32芯片5，當(dāng)一次無(wú)線傳輸發(fā)送成功時(shí)，第一無(wú)線通訊模塊8會(huì)拉高其中斷引腳的電平，將該引腳與傳感器控制器超低功耗單片機(jī)msp430傳感器芯片3的1 口相連，就能觸發(fā)傳感器控制器超低功耗單片機(jī)msp430傳感器芯片3的外部中斷，從而進(jìn)行無(wú)線發(fā)送的后續(xù)處理，這就大大減少了無(wú)線數(shù)據(jù)的發(fā)送時(shí)間，將其控制在Ims以內(nèi)，從而可以順利的進(jìn)行接下來(lái)的振動(dòng)信號(hào)采集工作。經(jīng)過500個(gè)無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送周期后，傳感器控制器超低功耗單片機(jī)msp430傳感器芯片3將會(huì)采集一次溫度數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送至主控端控制器STM32芯片5 ;將上述501次無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送過程所需要的時(shí)間記為一個(gè)工作周期tl (tl=1002ms ^ ls),然后整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)入休眠模式；所述的休眠模式為振動(dòng)傳感器I和溫度傳感器2停止供電，第一無(wú)線通信模塊8與第二無(wú)線通信模塊9進(jìn)入休眠模式，傳感器控制器超低功耗單片機(jī)msp430傳感器芯片3進(jìn)入RAM保持模式；其中鑒于故障監(jiān)測(cè)的需要，將一個(gè)大周期，即一個(gè)工作周期加休眠一次的時(shí)間中休眠時(shí)間記為t2 (設(shè)定t2=300s)。
[0013]2)然后再利用第一無(wú)線通信模塊8、第二無(wú)線通信模塊9將數(shù)據(jù)發(fā)送至主控端控制器STM32芯片5，外部5V直接供電電源12對(duì)主控端控制器STM32芯片5進(jìn)行供電，在那里對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析；在主控端控制器端，主控端控制器STM32芯片5首先接收來(lái)自傳感器控制器端的數(shù)據(jù)，將其存在數(shù)組中，Is的接收時(shí)間結(jié)束之后開始將振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換(FFT)，以頻率為獨(dú)立變量，建立信號(hào)幅值、相位與頻率的關(guān)系；同時(shí)主控端控制器STM32芯片5會(huì)對(duì)該處理結(jié)果進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，根據(jù)振動(dòng)頻率和電機(jī)溫度直接在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行故障的判斷與提示；
[0014]3)接著，將這些頻譜數(shù)據(jù)和簡(jiǎn)要處理結(jié)果通過GSM網(wǎng)絡(luò)模塊6發(fā)送至遠(yuǎn)程電腦7的監(jiān)測(cè)終端，這些數(shù)據(jù)將成為運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)的重要依據(jù)。用戶只需一臺(tái)電腦聯(lián)網(wǎng)后就能實(shí)時(shí)掌握紡織機(jī)械的運(yùn)行狀況。
[0015]本實(shí)施例的一種用于設(shè)備租賃的機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)裝置最大的特點(diǎn)就是整個(gè)系統(tǒng)的通信方式摒棄了傳統(tǒng)的有線傳輸，進(jìn)而選用了無(wú)線通信。使得整個(gè)裝置完全擺脫了線纜的束縛，極大的提高了傳感器控制器安裝的靈活性和普適性，針對(duì)不同的紡織機(jī)械，本實(shí)施例的裝置都能夠較為便攜的安裝。而在遠(yuǎn)距離通信方面，本實(shí)施例的裝置也不需要外接網(wǎng)線，這也體現(xiàn)了該產(chǎn)品的便攜性。第二本實(shí)施例的數(shù)據(jù)從傳感器測(cè)得之后，需要兩次傳輸?shù)竭_(dá)網(wǎng)站，以進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。第一部分應(yīng)用于傳感器與設(shè)備控制臺(tái)之間，傳輸原始數(shù)據(jù)；第二部分位于設(shè)備控制臺(tái)與遠(yuǎn)程監(jiān)控端，控制端收到的原始數(shù)據(jù)，通過程序的處理之后，在保證不丟失重要信息的情況下，減少傳送的數(shù)據(jù)量；其中第一部分采用相關(guān)的無(wú)線傳輸模塊，經(jīng)過相關(guān)的技術(shù)運(yùn)用，可以短程的發(fā)送信號(hào)，降低能耗，延長(zhǎng)儀器的使用壽命，也可以減少儀器內(nèi)的布線，縮小儀器的體積。這一部分本實(shí)用新型每5分鐘發(fā)送一次原始數(shù)據(jù)到控制臺(tái)，其中I秒鐘進(jìn)行信號(hào)采集與發(fā)送，最后4分59秒進(jìn)入休眠狀態(tài)以降低功耗；第二部分利用現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)，通過相應(yīng)的模塊接入GSM網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)最終傳輸?shù)竭h(yuǎn)程控制端，使租賃公司獲得他們?cè)O(shè)備的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)。我們采用GMS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，它的空中接口采用時(shí)分多址技術(shù)。
[0016]綜上，本實(shí)施例具有設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)緊湊，性能價(jià)格比高，專為紡織機(jī)械設(shè)計(jì)，能在現(xiàn)有紡織機(jī)械上便捷的安裝使用，能準(zhǔn)確反映設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的特點(diǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于設(shè)備租賃的機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:包括安裝在紡織機(jī)械(11)電機(jī)主軸(10)附近的振動(dòng)傳感器(I)、溫度傳感器(2)、傳感器控制器超低功耗單片機(jī)msp430傳感器芯片(3)、高容量鋰電池(4)、第一無(wú)線通信模塊(8)，還包括安裝在紡織機(jī)械設(shè)備主控臺(tái)內(nèi)的第二無(wú)線通信模塊(9)、主控端控制器STM32芯片(5)、GSM網(wǎng)絡(luò)模塊(6)，以及遠(yuǎn)程電腦(7);其中所述的振動(dòng)傳感器(I)、溫度傳感器(2)、高容量鋰電池(4)與傳感器控制器超低功耗單片機(jī)msp430傳感器芯片(3)通過線路相連；所述的傳感器控制器超低功耗單片機(jī)msp430傳感器芯片(3)與第一無(wú)線通信模塊(8)相連；所述的第一無(wú)線通信模塊(8)與第二無(wú)線通信模塊(9)信號(hào)相連，所述的第二無(wú)線通信模塊(9)與主控端控制器STM32芯片(5)相連，所述的主控端控制器STM32芯片(5)分別與外部5V直接供電電源(12)、GSM網(wǎng)絡(luò)模塊(6)通過線路相連，所述的GSM網(wǎng)絡(luò)模塊(6)與遠(yuǎn)程電腦(7)信號(hào)相連。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK204256505SQ201420734046
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】曹雨齊, 方生杰, 顧小東, 徐文煒 申請(qǐng)人:浙江理工大學(xué)