基于无线传感器网络的用于焊接机系统的受控端技术方案

本发明专利技术公开了一种基于无线传感器网络的用于焊接机系统的受控端，包括控制模块和与之相连的射频收发模块、电源模块、Ｉ／Ｏ扩展模块、继电器驱动模块和串口通信模块，以及和串口通信模块相连的变频器模块，所述控制模块上还连接有能和主控端进行有线通信的串口，所述Ｉ／Ｏ扩展模块用于扩展控制模块的输入／输出端口，一端和控制模块连接，另一端连接继电器驱动模块，并有可接收外部输入控制信号的端口。所述受控端和主控端之间的通信模式包括无线网络通信模式和有线串口通信模式两种。本发明专利技术抗干扰性强、可靠性高，既能工作于无线通信方式，又能工作于有线串口通信方式，在特定环境也能和主控端进行通信，并且切换方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于工业生产控制领域，尤其涉及基于无线传感器网络，用于焊接机系统的受控端。
技术介绍
在传统的工业应用中，数百米以内的短距离控制通过线缆的有线方式实现主控端的信号传递，需要大量复杂的布线，增加成本的同时带来了安全隐患且不易维护。而GSM ( Global System for Mobile Communications,全球移动通信系统)等传统中低频无线通信技术虽然适合长距离的通信领域，但是成本高、抗干扰性差，用于工业现场控制时，极容易受到工业现场的中低频段的电磁波的干扰，故中低频通信技术不适合工业领域的无线控制应用。另外，若单纯使用无线传感器网络技术，在某些特定环境，比如被厚金属板隔断的区域，无线信号难以穿过，主控端和受控端之间无法通信。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于无线传感器网络的用于焊接机系统的受控端，既能工作于无线通信方式，又能工作于有线的串口通信方式，在特定环境也能和主控端进行正常通信，并且切换方便。本专利技术的技术方案是 一种基于无线传感器网络的用于焊接机系统的受控端，包括控制模块1和与之相连的射频收发模块2、电源模块3、 1/0扩展模块8、继电器驱动模块4和串口通信模块5，以及和串口通信模块相连的变频器模块6，所述控制模块1上还连接有能和主控端进行有线通信的串口7，所述射频收发模块2发送和接收2.4GHz的无线射频信号，所述I/O扩展模块8用于扩展控制模块1的输入/输出端口， 一端和控制模块l连接，另一端连接继电器驱动模块4，并有可接收外部输入控制信号的端口，所述受控端和主控端之间的通信模式可以为无线网络通信模式或有线串口通信模式两种。本专利技术的更详细的技术方案是所述受控端和主控端之间的通信模式包括无线网络通信模式和有线串口通信模式两种。所述受控端对焊接机有两种控制方式，包括继电器控制方式和变频器控制方式。所述I/0扩展模块8将从控制模块l输入的3路控制信号扩展为8路控制信号，输出给继电器驱动模块4，同时将8路外部输入信号压縮成3路控制信号，输出给控制模块1。所述控制模块1包括处理器芯片MC13213。所述射频收发模块2采用无线射频芯片CC2590。所述串口通信模块5采用芯片754LBC184。所述变频器模块6采用CHF100_1R5G型号的变频器。所述I/O扩展模块8采用芯片74LS138、 74LS148和74HC04。本专利技术的优点是-1. 可以用于无线网络传输控制信号，不依靠线缆通信，省去了大量复杂的布线，节约了成本，工业生产现场更整洁，减少了安全隐患和不稳定因素；2. 无线射频模块发送和接收2.4GHz的射频信号，不会受到工业现场的中低频段的电磁波干扰，具有很强的抗干扰性；3. 对于受控端无法通过无线信号和主控端进行通信的特殊区域，采用有线的串口通信方式，通过自由切换工作方式来实现控制。附图说明下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述-图1是本专利技术的受控端的实施例的结构框图2是本专利技术的受控端的实施例的控制模块的连接示意图3是本专利技术的受控端的实施例的射频收发模块的连接示意图4是本专利技术的受控端的实施例的1/0扩展模块的连接示意图5是本专利技术的受控端的实施例的继电器驱动模块的示意图6是本专利技术的受控端的实施例的串口通信模块的示意图7是本专利技术的受控端的实施例的变频器模块的示意图8是本专利技术的受控端的实施例的电源模块的示意图9是本专利技术的受控端的实施例的工作流程图。其中1控制模块；2射频收发模块；3电源模块；4继电器驱动模块；5串口通信模块；6变频器模块；7连接主控的串口； 81/0扩展模块；9第一片74HC04芯片；10第二片74HC04芯片；11第三片74HC04芯片。具体实施例方式实施例本实施例的用于焯接机系统的受控端的结构如图1所示，包括控制模块1和与之相连的射频收发模块2、电源模块3、 1/0扩展模块8、继电器驱动模块4和串口通信模块5，以及和串口通信模块相连的变频器模块6，所述控制模块1上还连接有能和主控端进行有线通信的串口 7，所述射频收发模块2发送和接收2.4GHz的射频信号，I/O扩展模块8 —端连接控制模块l，另一端输出连接继电器驱动模块4。所述受控端和主控端之间的通信模式包括无线网络通信模式和有线串口通信模式两种。主控端选择无线发射时，会发送控制信号给受控端，使受控端采用无线网络通信模式，主控端选择有线通信时，受控端采用有线串口通信模式。在无线网络通信模式下，通过射频收发模块2接收主控端发来的射频控制信号，或在有线模式下通过TTL串口与主控端进行通信接收命令。然后由控制模块1对信号的数据包进行处理，输出继电器控制信号给继电器驱动模块4或者通过串口通信模块5发送至变频器模块6。如图2所示，本实施例中的控制模块1采用飞思卡尔公司的处理器芯片MC13213,其中PA_CTRL、 HGM和CT_Bias是控制模块1给射频收发模块2的控制信号，RFIN—P和RFI^LM是与射频收发模块2的射频传输信号，Out8 Out19是MC13213向继电器驱动模块4的输出信号，Al、 Bl和Cl是MC13213向I/O扩展模块的输出信号，IN9 IN10和A0、 B0、 C0是MC13213的输入信号，E0和El是MC13213的控制信号。TXD1和RXD1是与主控端进行串口传输模式时的接口信号；TXD2、 RXD2、 PTC4和PTC5是与串口通信模块5的接口信号，其中，TXD2和RXD2是数据信号，PTC4和PTC5是控制信号。如图3所示，本实施例的射频收发模块2采用芯片CC2590，其中PA—CTRL、 HGM、 CT—Bias是CC2590的控制信号，由控制模块l提供控制信号。RFIN—P、 RFIN—M是与MC13213进行射频传输的信号接口 ，其中RFIN_P是控制模块1的输出信号，RFIN_M是控制模块1的输入信号。CC2590的ANT脚与外部天线连接，发送和接收2.4GHz无线射频信号。由于焊接机的功能繁多，比如急停、纵缝、环缝、升降、伸縮、台车、5回转、正转、反转、焊启、焊停、送丝、退丝、微调上、微调下、微调左、 微调右等多种功能，因此本实施例中需要多个不同的继电器使能信号，由于 控制模块的端口数有限，通过I/O扩展模块来增加使能信号的输入/输出端口 ，通过继电器使能信号有序地对继电器的开启或关闭来控制焊接机的运作。控制模块1的3路输出信号Al、 Bl、 Cl经I/0扩展模块8后输出8路 控制信号OutO Out7给继电器驱动模块4;继电器的另外12个控制信号 Out8 Out19直接由控制模块1输出。另外I/O扩展模块上可输入8个外部输入的限位信号IN1 IN8，经I/O 扩展模块中的译码器转换后，输出A0、 B0、 C0的3路控制信号给控制模 块1。信号控制模块上可直接输入2个外部输入的限位信号IN9 IN10，用于 输入外部设备的控制信号。IN1 IN10可分别对应IO种焊接机控制功能， 比如升降限位、伸縮限位、台车进退限位、回转限位、松开检测、焊接联动 等功能。1/0扩展模块起到了扩展控制模块的输入输出端口的作用。如图4所示，本实施例的，I/O扩展模块8选用芯片74LS138、 74LS148 及3片74HC04满足多输出输入口控制的需本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无线传感器网络的用于焊接机系统的受控端，包括控制模块（１）和与之相连的射频收发模块（２）、电源模块（３）、Ｉ／Ｏ扩展模块（８）、继电器驱动模块（４）和串口通信模块（５），以及和串口通信模块相连的变频器模块（６），其特征在于：所述控制模块（１）上还连接有能和主控端进行有线通信的串口（７），所述射频收发模块（２）发送和接收２．４ＧＨｚ的无线射频信号，所述Ｉ／Ｏ扩展模块（８）用于扩展控制模块（１）的输入／输出端口，一端和控制模块（１）连接，另一端连接继电器驱动模块（４），并有可接收外部输入控制信号的端口，所述受控端和主控端之间的通信模式可以为无线网络通信模式或有线串口通信模式。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张轩，陈琳，
申请(专利权)人：苏州博联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：32[]