一種氣缸測速系統技術方案

本發明專利技術提出了一種氣缸測速系統，它利用經過調制的紅外線檢測氣缸氣桿的運動，檢測信號使用Zigbee無線傳感網絡發送給主控模塊，主控模塊也可以給氣缸控制模塊發送控制指令，人機交互界面由帶觸摸屏的串口屏負責顯示和反饋。本發明專利技術具有成本低廉、使用靈活方便的優點，可以廣泛應用于氣缸制造及調試場合。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及紅外線技術、Zigbee無線傳感網技術，具體是將紅外線避障原理、 Zigbee無線傳感網相結合,構成一種氣缸測速系統。
技術介紹
紅外線是太陽光線中眾多不可見光線中的一種，由英國科學家霍胥爾于1800年發現，又稱為紅外熱輻射。紅外線照射到黑色物體表面，絕大多數的紅外線會被反射，紅外線照射到其它顏色的物體，會被不同程度的吸收，特別是白色，會吸收絕大多數的紅外線， 利用這個原理可以探測距離。ZigBee無線傳感網技術是一種近距離、低功耗、低數據傳輸速率、低成本的雙向無線通信技術。它可以建立一種脫離固定網絡基礎設施而在連接設備上形成小型、專用的特殊網絡機制，適合于數據吞吐量小、網絡建設投資少，網絡安全要求高的場合。氣缸在制造過程中或安裝調試過程中需要對氣缸氣桿的運行速度進行測定和調試，因而需要測速設備對氣缸的氣桿進行測速。目前常用的氣缸氣桿測速設備一般是采用 PLC作為控制器、人機界面作為顯示器、霍爾接近傳感器作為傳感器。這種組合雖然可以測定氣缸氣桿的運行速度，但也有一些無法回避的缺點。首先，成本太高，PLC、人機界面的成本相對太高；再次，傳感器的使用場合受限，霍爾傳感器雖然可以感應到氣缸金屬氣桿，但因為氣缸的使用環境因素。它也會受到其他金屬器件的干擾，而且霍爾傳感器對被測物體的距離有要求，會限制其使用場合；還有，PLC控制器與傳感器之間及其它器件之間采用有線的連接方式，使用距離和場合會受到限制，影響使用的靈活性。為了解決上述問題，本專利技術提出了一種氣缸測速系統，它采用紅外反射避障技術及Zigbee無線傳感網技術，使用靈活方便，成本低，可以廣泛應用于氣缸制造及調試場合。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提出一種氣缸測速系統，它成本低廉，結構簡單，使用靈活方便。為達此目的，本專利技術采用以下技術方案(I)系統組成部分整個系統由紅外檢測模塊、檢測信號發射模塊、主控模塊、氣缸控制模塊、顯示模塊等五個功能部分組成。(2)系統工作原理整個系統的工作原理為首先測量氣缸氣桿的行程長度，使用兩個紅外檢測模塊分別安裝于氣缸氣桿行程的起點和終點，當氣缸氣桿運動時會在行程的起點和終點分別觸發紅外檢測模塊分別產生檢測信號。當紅外檢測模塊發出檢測信號時， 檢測信號發射模塊會發送信號給主控模塊。位于氣缸氣桿行程起點的檢測信號發射模塊發送的信號會觸發主控模塊的定時器開始計時，位于氣缸氣桿行程終點的檢測信號發射模塊發送的信號會觸發主控模塊的定時器終止計時，據此可以計算出氣缸氣桿運行的時間。根據氣缸氣桿的行程長度與行程的時間即可計算出氣缸氣桿的運行速度。具體每個模塊的工作原理如下 紅外檢測模塊，紅外檢測模塊通過自身的電路產生38KHZ的信號，并將信號通過紅外發射頭發射出去，38KHz的紅外線在傳播過程中遇到障礙物會反射回來，被模塊上的連續型一體化紅外接收頭接收，會產生有效的檢測信號。檢測信號發射模塊，檢測信號發射模塊與紅外檢測模塊連在一起，當檢測信號發射模塊接收到紅外檢測模塊有效的檢測信號之后，會通過Zigbee無線傳感網絡將檢測信號發送出去。主控模塊，主控模塊帶有Zigbee接收裝置，當接收到位于氣缸氣桿行程起點的檢測信號發射模塊發射的檢測信號之后，其控制器的定時器被觸發開始計時；當接收到位于氣缸氣桿行程終點的檢測信號發射模塊發射的檢測信號之后，其被觸發的定時器被終止計時，據此可獲得氣缸氣桿的運行時間。此模塊還可以根據用戶的選擇給氣缸控制模塊發送控制信號。氣缸控制模塊,氣缸控制模塊主要由Zigbee接收裝置與電磁閥構成,Zigbee裝置接收到主控模塊發送的控制信號之后可以控制電磁閥的開閉，從而控制氣缸氣桿的運動。顯示模塊，顯示模塊為帶觸摸屏的串口屏，受主控模塊驅動，顯示人機交互界面， 還將用戶操作反饋給主控模塊進行處理。該系統的有益效果在于(I)成本低、使用方便、受距離和空間影響較小；(2)傳感器采用調制過的紅外線，感應距離可調，不受金屬器件影響，不易被使用環境所干擾；(3) 采用無線方式控制氣缸氣桿的運動，使用靈活方便。附圖說明圖I為氣缸測速系統示意圖。圖2為氣缸測速系統界面示意圖。圖3為氣缸測速系統主程序流程圖。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術做進一步說明本專利技術開發一種氣缸測速系統，它原理簡單、成本低、使用靈活方便。圖I為氣缸測速系統示意圖。L為氣缸氣桿運動行程的長度，T為氣缸氣桿運動的時間；I為安裝于氣缸氣桿行程起點的紅外檢測模塊和檢測信號發送模塊，兩者連為一體。它負責檢測氣缸運行的起始信號，并將其發送出去；2安裝于氣缸氣桿行程終點的紅外檢測模塊和檢測信號發送模塊，兩者連為一體。 它負責檢測氣缸運行的結束信號，并將其發送出去；3為主控模塊，主芯片為CC2530，它既負責接收檢測信號，又負責整個系統的邏輯運算，并且還發送氣缸的控制信號和驅動串口液晶屏幕；4為氣缸控制模塊，負責接收主控模塊發送的氣缸控制信號并執行控制動作，可以控制氣缸氣桿的伸縮；5為氣缸的缸體；6為帶觸摸屏的液晶屏幕，尺寸為4. 3寸寬屏，長寬比為16 9，它負責顯示人機交互界面，并給主控模塊反饋用戶的操作；圖2所示為本專利技術的氣缸測速系統操作界面示意圖。操作界面主要分為兩部分 狀態顯示區、操作區。狀態顯示區位于程序操作界面的上部，用于顯示氣缸氣桿行程的長度、氣桿運行的時間、氣桿的運行速度。操作區操作區主要包括四個按鍵行程距離設定、復位、打開電磁閥、關閉電磁閥。行程距離設定按鈕被按壓后會彈出行程距離設定對話框，要求設置氣缸氣桿的行程，單位為毫米；復位按鍵用于清除上次的顯示，并將系統復位到初始狀態；打開電池閥和關閉電磁閥用于使用電磁閥來控制氣缸氣桿的運動。圖3為主程序的流程圖。首先需要根據實際情況設定氣缸氣缸運動行程的長度； 然后打開電磁閥，使氣缸氣缸向外運動；氣缸運動到位于行程起點的紅外檢測模塊時會產生有效的檢測信號，檢測信號被檢測信號發射模塊發送給主控模塊，觸發定時器計時；氣缸運動到位于行程終點的紅外檢測模塊時也會產生有效的檢測信號，檢測信號被檢測信號發射模塊發送給主控模塊，結束定時器計時。根據行程距離及行程時間即可計算出氣缸氣缸運動的速度。此時關閉電磁閥，氣缸氣缸會反向運動。權利要求1.一種氣缸測速系統，其特征在于包括2個紅外檢測模塊，分別負責在氣缸氣桿行程的起點和終點檢測氣缸氣桿位置；2個檢測信號發射模塊，負責傳輸有效的檢測信號給主控模塊；一個主控模塊，負責接收檢測信號發射模塊傳過來的檢測信號，并根據檢測信號觸發定時器計時或停止計時，并驅動串口液晶屏幕、發送氣缸控制信號、負責整個系統的邏輯運算；一個氣缸控制模塊，負責接收主控模塊通過無線發送過來的氣缸控制信號，并根據控制信號控制電磁閥的開關，從而控制氣缸氣桿的運動；一個帶觸摸屏的串口彩屏，通過串口指令進行控制，負責顯示操作界面并將用戶的操作反饋給報警接收模塊進行處理。2.根據權利要求I所述的氣缸測速系統，其特征在于紅外檢測模塊發射的紅外線為經過74HC00調制之后的紅外線，抗干擾強、感應距離可調。3.根據權利要求I所述的氣缸測速系統，其特征在于檢測信號發射模塊的主芯片是 CC2530，信號發射通過Zigbee無線傳感網絡，避免了使用有線帶來的不便。4.根據權利要求I所述的氣缸測速系統，其特征在于主控本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：馮偉，王鵬，朱永明，亓靜，韓蕭，
申請(專利權)人：江南大學，
類型：發明
國別省市：