多功能路面成型机振子监控及传输模块论文和设计-张军

全文摘要

本实用新型公开了一种多功能路面成型机振子监控及传输模块，涉及信号检测装置技术领域。所述振子监控及传输模块包括微处理器模块，每个振子上镶嵌有一个磁铁，且每个磁铁对应一个霍尔传感器模块，所述霍尔传感器模块的信号输出端与信号处理模块的信号输入端连接，所述信号处理模块的输出端经开关模块与所述微处理器模块的信号输入端连接，按键模块与所述微处理器模块的信号输入端连接，用于输入控制命令，所述开关模块受控于所述微处理器模块，用于在所述微处理器模块的控制下选通，使所述霍尔传感器采集的信号传输给所述微处理器模块。所述模块能够实现对所述路面成型机的振子进行监测，及时发现故障，并将故障上传。

主设计要求

1.一种多功能路面成型机振子监控及传输模块，其特征在于：包括微处理器模块，每个振子上镶嵌有一个磁铁，且每个磁铁对应一个霍尔传感器模块，所述霍尔传感器模块的信号输出端与信号处理模块的信号输入端连接，所述信号处理模块的输出端经开关模块与所述微处理器模块的信号输入端连接，按键模块与所述微处理器模块的信号输入端连接，用于输入控制命令，所述开关模块受控于所述微处理器模块，用于在所述微处理器模块的控制下选通，使所述霍尔传感器采集的信号传输给所述微处理器模块；串口通信模块与所述微处理器模块双向连接，用于与上位机进行连接传输采集的数据；供电模块与所述传输模块中需要供电的模块的电源输入端连接，用于为其提供工作电源。

设计方案

2.如权利要求1所述的多功能路面成型机振子监控及传输模块，其特征在于：所述传输模块还包括报警模块，所述报警模块与所述微处理器模块的信号输出端连接，用于在所述微处理器模块的控制下发出报警信号。

3.如权利要求1所述的多功能路面成型机振子监控及传输模块，其特征在于：所述微处理器模块包括PIC16F877型单片机IC1，所述IC1的1脚经电阻R1接+5V电源，所述IC1的13脚分为两路，第一路与晶振Y1的一端连接，第二路与电容C1的一端连接，所述IC1的14脚分为两路，第一路与晶振Y1的另一端连接，第二路与电容C2的一端连接，所述电容C1-C2的另一端接地。

4.如权利要求1所述的多功能路面成型机振子监控及传输模块，其特征在于：所述霍尔传感器模块包括霍尔传感器芯片IC1和霍尔传感器芯片IC2，所述IC1和IC2的1脚分量两路，第一路接+5V电源，第二路分别与电阻R2的一端以及电阻R3的一端连接，所述IC1和IC2的2脚接地，所述IC1的3脚以及所述电阻R2的另一端与电阻R4的一端连接，所述IC2的3脚以及所述电阻R3的另一端与电阻R5的一端连接，所述电阻R4的另一端以及电阻R5的另一端连接后形成所述霍尔传感器模块的信号输出端。

5.如权利要求1所述的多功能路面成型机振子监控及传输模块，其特征在于：每一个霍尔传感器模块对应一个信号处理模块，所述信号处理模块包括三极管Q13，所述Q13的发射极接地，所述Q13的基极与电阻R14的一端连接，所述电阻R14的另一端接所述霍尔传感器模块的信号输出端，所述Q13的集电极分为两路，第一路经电阻R46接+5V电源，第二路与所述开关模块连接。

6.如权利要求1所述的多功能路面成型机振子监控及传输模块，其特征在于：所述开关模块包括若干片CD4051型开关芯片。

7.如权利要求1所述的多功能路面成型机振子监控及传输模块，其特征在于：所述供电模块使用两级供电，第一级供电模块使用LM7815型芯片，第一级供电模块使用LM7805型芯片。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及信号检测装置技术领域，尤其涉及一种多功能路面成型机振子监控及传输模块。

背景技术

目前，随着我国经济的飞速发展，高等级公路的修建力度越来越大，水泥混凝土路面越来越受到道路施工单位的重视，而水泥混凝土路面的施工用摊铺机目前市面上有两种，一种是轨道式水泥混凝土摊铺机，轨道式水泥混凝土摊铺机需要架设轨道模板，施工工艺较为复杂，需要较多人力，施工组织难度增大，整体摊铺作业工作效率不高，对于工期短、进度快的工程项目较难适应。另一种应用比较广泛的摊铺机是大型混凝土滑模摊铺机，这种摊铺机的滑模可以使道路侧面直接成型，不需要另外人工安装模板，施工自动化程度有所提高，但是，摊铺机本身不能自动布料，影响施工速度，价格也都相对较高，对于一般公路建设者或者广大农村公路建设者来说，该设备超过了施工单位的购买能力。而用于摊铺沥青、水泥稳定碎石等混合粒料的沥青摊铺机自带宽大的熨平板，能够熨平经绞龙散开的物料，而且熨平板本身还具有自动找平的功能，加上沥青摊铺机还能够自动布料，可以不间断的连续工作，工作效率比水泥混凝土摊铺机大为提高。因路面成型机在工作的过程中主要是发动机及振子在使用，因此需要对其运行状态进行实时监测，并根据监测的数据控制所述发动机及振子工作。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是如何提供一种能够实现对所述路面成型机的振子进行监测的模块。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种多功能路面成型机振子监控及传输模块，其特征在于：包括微处理器模块，每个振子上镶嵌有一个磁铁，且每个磁铁对应一个霍尔传感器模块，所述霍尔传感器模块的信号输出端与信号处理模块的信号输入端连接，所述信号处理模块的输出端经开关模块与所述微处理器模块的信号输入端连接，按键模块与所述微处理器模块的信号输入端连接，用于输入控制命令，所述开关模块受控于所述微处理器模块，用于在所述微处理器模块的控制下选通，使所述霍尔传感器采集的信号传输给所述微处理器模块；串口通信模块与所述微处理器模块双向连接，用于与上位机进行连接传输采集的数据；供电模块与所述传输模块中需要供电的模块的电源输入端连接，用于为其提供工作电源。

进一步的技术方案在于：所述传输模块还包括报警模块，所述报警模块与所述微处理器模块的信号输出端连接，用于在所述微处理器模块的控制下发出报警信号。

进一步的技术方案在于：所述微处理器模块包括PIC16F877型单片机IC1，所述IC1的1脚经电阻R1接+5V电源，所述IC1的13脚分为两路，第一路与晶振Y1的一端连接，第二路与电容C1的一端连接，所述IC1的14脚分为两路，第一路与晶振Y1的另一端连接，第二路与电容C2的一端连接，所述电容C1-C2的另一端接地。

进一步的技术方案在于：所述霍尔传感器模块包括霍尔传感器芯片IC1和霍尔传感器芯片IC2，所述IC1和IC2的1脚分量两路，第一路接+5V电源，第二路分别与电阻R2的一端以及电阻R3的一端连接，所述IC1和IC2的2脚接地，所述IC1的3脚以及所述电阻R2的另一端与电阻R4的一端连接，所述IC2的3脚以及所述电阻R3的另一端与电阻R5的一端连接，所述电阻R4的另一端以及电阻R5的另一端连接后形成所述霍尔传感器模块的信号输出端。

进一步的技术方案在于：每一个霍尔传感器模块对应一个信号处理模块，所述信号处理模块包括三极管Q13，所述Q13的发射极接地，所述Q13的基极与电阻R14的一端连接，所述电阻R14的另一端接所述霍尔传感器模块的信号输出端，所述Q13的集电极分为两路，第一路经电阻R46接+5V电源，第二路与所述开关模块连接。

优选的，所述开关模块包括若干片CD4051型开关芯片。

进一步的技术方案在于：所述供电模块使用两级供电，第一级供电模块使用LM7815型芯片，第一级供电模块使用LM7805型芯片。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述振子监控及传输模块利用霍尔传感器所特有的霍尔效应，它在靠近磁极时，能够输出低电平，而在离开磁极时输出高电平。将磁铁镶嵌到振子侧面，霍尔传感器靠近振子，当振子旋转时，由于霍尔传感器和磁铁的靠近和离开，霍尔传感器每一周发出一组脉冲信号，该信号被单片机接收后，单片机将据此计算出振子的转速。该振子监控及传输模块能够测量振捣系统的振子旋转速度，能够依次测量多达32路的振子转速。能够根据插入振子后产生不同的信号，计算出每次使用振子的数量；通过监测振子的转速，能够判定振子转速是否出现下降和停止转动的现象，并将此信息及时传输到上位机，进行显示并报警。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型实施例所述振子监控及传输模块的原理框图；

图2是本实用新型实施例所述振子监控及传输模块中微处理器模块的电路原理图；

图3是本实用新型实施例所述振子监控及传输模块中霍尔传感器模块的电路原理图；

图4是本实用新型实施例所述振子监控及传输模块中信号处理模块的电路原理图；

图5是本实用新型实施例所述振子监控及传输模块中开关模块的电路原理图；

图6是本实用新型实施例所述振子监控及传输模块中电源模块的电路原理图（+24V转+15V）；

图7是本实用新型实施例所述振子监控及传输模块中电源模块的电路原理图（+15V转+5V）。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，本实用新型实施例公开了一种多功能路面成型机振子监控及传输模块，包括微处理器模块，每个振子上镶嵌有一个磁铁，且每个磁铁对应一个霍尔传感器模块，所述霍尔传感器模块的信号输出端与信号处理模块的信号输入端连接，所述信号处理模块的输出端经开关模块与所述微处理器模块的信号输入端连接，按键模块与所述微处理器模块的信号输入端连接，用于输入控制命令，所述开关模块受控于所述微处理器模块，用于在所述微处理器模块的控制下选通，使所述霍尔传感器采集的信号传输给所述微处理器模块；串口通信模块与所述微处理器模块双向连接，用于与上位机进行连接传输采集的数据；供电模块与所述传输模块中需要供电的模块的电源输入端连接，用于为其提供工作电源。所述传输模块还包括报警模块，所述报警模块与所述微处理器模块的信号输出端连接，用于在所述微处理器模块的控制下发出报警信号。

所述振子监控及传输模块利用霍尔传感器所特有的霍尔效应，它在靠近磁极时，能够输出低电平，而在离开磁极时输出高电平。将磁铁镶嵌到振子侧面，霍尔传感器靠近振子，当振子旋转时，由于霍尔传感器和磁铁的靠近和离开，霍尔传感器每一周发出一组脉冲信号，该信号被单片机接收后，单片机将据此计算出振子的转速。

所述振子监控及传输模块上电开始工作后，首先扫描32路可连接振子的通道，32路信号分为4组，每组有8路信号，这8路信号通过芯片CD4051（开关模块）来控制。共计用4片CD4051，每片CD4051的输出与单片机的一个特定管脚相连。CD4051相当于一个单刀八掷开关，通过控制其上的相关脚位，实现在某一时刻只接通某一管脚，即接通某一路信号。这样所有的32路信号就能被单片机单独接收。而霍尔传感器传出的周期性的脉冲信号，单片机通过接收该信号，就能够计算出振子每旋转一周所需时间，这样就能够计算出振子的转速。而通过第一次扫描32路信号时，当振子不转动时，准确判断出所带振子的数量。这时只能判断和计算出振子的转速为0，未闭合离合时离合主动轮的转速可以计算并传输，被动轮的转速为0，是否有振子出现故障无法判断，只能传输未出现振子故障的信号。一旦离合闭合，振子转动，就能够判断出所带振子的数量，因为有振子连接和没有振子连接时改路信号是完全不同的，这样就可以判断出所带振子的数量。关于故障振子的判定，故障振子就是在其他振子正常转动时，该振子没有转动，这样就判定该振子有故障，通过将出现故障的振子的信息传输到上位机，上位机将显示该振子的号码数并报警，等待工作人员来处理。

如图2所示，所述微处理器模块包括PIC16F877型单片机IC1，所述IC1的1脚经电阻R1接+5V电源，所述IC1的13脚分为两路，第一路与晶振Y1的一端连接，第二路与电容C1的一端连接，所述IC1的14脚分为两路，第一路与晶振Y1的另一端连接，第二路与电容C2的一端连接，所述电容C1-C2的另一端接地。

单片机选用了PIC16F877单片机，该单片机是美国微芯公司的产品，该公司产品系列具有如下特点①采用哈弗总线结构，采用该总线结构就是在芯片内部将数据总线和指令总线分离，并采用不同的宽度，这样作能够实现指令提取的流水作业，即执行一条指令的同时，对下一条指令进行取指操作，便于实现全部指令的单字节化，单周期化，从而有利于提高CPU执行指令的速度②指令单字节化③精简指令集（RISC）技术，PIC单片机只有35条指令，而且绝大多数指令为单周期指令，这样有利于提高执行速度。而MCS-51单片机的指令有111条。④寻址方式简单。⑤代码压缩率高⑥运行速度高，由于采用了哈弗总线结构，以及指令的读取和执行采用了流水作业方式，使得运行速度大大提高。⑦功耗低⑧驱动能力强⑧寻址空间设计简洁⑨外接电路简单等。

对于PIC16F877单片机是具有40个引脚的功能比较强大的单片机，现将该单片机的功能作一介绍：

设计图

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