一种织机数据传输装置论文和设计-陶斯亮

全文摘要

本公开实施例公开了一种织机数据传输装置，所述装置包括：信号采集端口、RS485端口、主控制模块和ZigBee无线发送接口，其中，所述信号采集端口与织机信号外部输出端口相连，用于接收织机运行状态数据；所述RS485端口，与数据采集传感器连接，所数据采集传感器用于采集设备信息和生产数据；所述主控制模块，与所述信号采集端口和所述RS485端口连接，用于将所述信号采集端口和所述RS485端口获取的数据发送至所述ZigBee无线发送接口；所述ZigBee无线发送接口与所述主控制模块连接，用于将所述数据通过无线的方式发送出去；其中，所述主控制模块通过光电耦合器与所述RS485端口连接。该方案能够降低织机设备部署限制。

主设计要求

1.一种织机数据传输装置，其特征在于，包括信号采集端口、RS485端口、主控制模块和ZigBee无线发送接口，其中，所述信号采集端口与织机信号外部输出端口相连，用于接收织机运行状态数据；所述RS485端口，与数据采集传感器连接，所数据采集传感器用于采集设备信息和生产数据；所述主控制模块，与所述信号采集端口和所述RS485端口连接，用于将所述信号采集端口和所述RS485端口获取的数据发送至所述ZigBee无线发送接口；所述ZigBee无线发送接口与所述主控制模块连接，用于将所述数据通过无线的方式发送至数据处理中心；其中，所述主控制模块通过光电耦合器与所述RS485端口连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述ZigBee无线发送接口包括：ZigBee芯片电路和功放电路，所述ZigBee芯片电路的射频差分引脚通过滤波电容与所述功放电路连接。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述ZigBee芯片电路包括芯片CC2530，所述功放电路包括芯片CC2591。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号采集端口包括：第一接线端子排，所述接线端子排包括2个外部电源输入端口和8个尾部信号输入端口，其中所述信号输入端口包括2个公共端和6个信号端。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主控制模块包括第二接线端子排，通过所述第二接线端子排与所述RS485端口连接；所述第二接线端子排包括四个输出端口和3个输入端口，所述三个输入端口分别于RS485端口连接。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：复位开关，与所述主控制模块连接，用于向所述主控制模块发送复位信号和配置信号。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主控制模块包括FPGA芯片和拨码开关。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主控制模块包括程序下载接口、晶振频率为24MHz的晶振电路和控制状态指示灯。

设计说明书

技术领域

本公开涉及数据传输技术领域，具体涉及一种织机数据传输装置。

背景技术

随着纺织技术的发展，人们对纺织机的运行效率、能源消耗等方面的要求越来越高。在目前纺织织造领域，一个非常重要的生产流程段包括：喷水织机、喷气织机、浆纱机、并轴机、整经机,其中浆纱机、并轴机、整经机为纱线整理流程(其前道为纱线生产流程)，喷水织机为布匹生产流程(其后到为染整流程)。

现有对生产流程段的设备信息以及生产数据采集的技术中，绝大多数集中在有线数据采集，有些采用基于运营商网络3G或者4G网络数据采集，少数则采用wifi的方式进行设计。关于在生产流程段的织造设备信息及生产数据采集的需求中，有几个非常重要的特性：1是对现有生产设备的改造；2是稳定采集现场数据；3是快速整合到信息系统；4是降低单台实施成本；5 是尽可能兼容现有多种机型。当前的数据采集的方案，需要在现场环境部署设备时，需要架设线缆，停机部署，还需要定期维护，无法实现快速整合到信息系统，并且部署成本高。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种降低部署复杂度的织机数据传输装置。

第一方面，本公开实施例中提供了一种织机数据传输装置。

具体的，所述织机数据传输装置，包括：

信号采集端口、RS485端口、主控制模块和ZigBee无线发送接口，其中，所述信号采集端口与织机信号外部输出端口相连，用于接收织机运行状态数据；所述RS485端口，与数据采集传感器连接，所数据采集传感器用于采集设备信息和生产数据；所述主控制模块，与所述信号采集端口和所述RS485端口连接，用于将所述信号采集端口和所述RS485端口获取的数据发送至所述ZigBee无线发送接口；所述ZigBee无线发送接口与所述主控制模块连接，用于将所述数据通过无线的方式发送至数据处理中心；其中，所述主控制模块通过光电耦合器与所述RS485端口连接。

结合第一方面，本公开在第一方面的第一种实现方式中，所述ZigBee无线发送接口包括：ZigBee芯片电路和功放电路，所述ZigBee芯片电路的射频差分引脚通过滤波电容与所述功放电路连接。

结合第一方面和第一方面的第一种实现方式，本公开在第一方面的第二种实现方式中，所述ZigBee芯片电路包括芯片CC2530，所述功放电路包括芯片CC2591。

结合第一方面、第一方面的第一种实现方式和第一方面的第二种实现方式，本公开在第一方面的第三种实现方式中，所述信号采集端口包括：第一接线端子排，所述接线端子排包括2个外部电源输入端口和8个尾部信号输入端口，其中所述信号输入端口包括2个公共端和6个信号端。

结合第一方面、第一方面的第一种实现方式、第一方面的第二种实现方式和第一方面的第三种实现方式，本公开在第一方面的第四种实现方式中，所述主控制模块包括第二接线端子排，通过所述第二接线端子排与所述RS485端口连接；所述第二接线端子排包括四个输出端口和3个输入端口，所述三个输入端口分别于RS485端口连接。

结合第一方面、第一方面的第一种实现方式、第一方面的第二种实现方式、第一方面的第三种实现方式和第一方面的第四种实现方式，本公开在第一方面的第五种实现方式中，所述装置还包括复位开关。

结合第一方面、第一方面的第一种实现方式、第一方面的第二种实现方式、第一方面的第三种实现方式、第一方面的第四种实现方式和第一方面的第五种实现方式，本公开在第一方面的第六种实现方式中，所述主控制模块包括FPGA芯片和拨码开关。

结合第一方面、第一方面的第一种实现方式、第一方面的第二种实现方式、第一方面的第三种实现方式、第一方面的第四种实现方式、第一方面的第五种实现方式和第一方面的第六种实现方式，本公开在第一方面的第七种实现方式中，所述主控制模块包括程序下载接口、晶振频率为24MHz的晶振电路和控制状态指示灯。

本公开实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

上述技术方案，通过设置ZigBee无线发送接口，将织机运行状态数据、设备信息和生产数据通过无线方式发送至数据处理中心，实现织机数据采集设备线缆部署数量，降低部署的复杂度。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：

图1示出根据本公开一实施方式的织机数据传输装置的结构框图；

图2示出根据本公开一实施方式的ZigBee无线发送接口的结构框图；

图3示出根据本公开一实施方式的主控制模块的电路连接示意图；

图4示出根据本公开一实施方式的RS485端口的电路连接示意图。

具体实施方式

下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施方式，以使本领域技术人员可容易地实现它们。此外，为了清楚起见，在附图中省略了与描述示例性实施方式无关的部分。

在本公开中，应理解，诸如“包括”或“具有”等的术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不欲排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在或被添加的可能性。

另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

本公开实施例提供的技术方案通过设置ZigBee无线发送接口，将织机运行状态数据、设备信息和生产数据通过无线方式发送至数据处理中心，实现织机数据采集设备线缆部署数量，降低部署的复杂度。

图1示出根据本公开一实施方式的织机数据传输装置的结构框图。该装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为电子设备的部分或者全部。如图1所示，所述织机数据传输装置包括信号采集端口110、RS485端口120、主控制模块130和ZigBee无线发送接口140，其中：

所述信号采集端口110与织机信号外部输出端口相连，用于接收织机运行状态数据；所述RS485端口120，与数据采集传感器连接，所数据采集传感器用于采集设备信息和生产数据；所述主控制模块130，与所述信号采集端口110和所述RS485端口120连接，用于将所述信号采集端口110和所述RS485端口120获取的数据发送至所述ZigBee无线发送接口140；所述ZigBee无线发送接口140与所述主控制模块130连接，用于将所述数据通过无线的方式发送至数据处理中心；其中，所述主控制模块130通过光电耦合器与所述RS485端口120连接。

其中，织机本身存在数据采集传感器，通过织机信号外部输出端口与所述信号采集端口110。数据采集传感器包括电流检测传感器、电压检测传感器、温度检测传感器和布匹长度测量传感器中至少一种。所述数据传感器可以不设在织机的任意位置，用于采集设备信息和生产数据。

具体的，所述主控制模块将所述信号采集端口获取的织机运行状态数据，和所述RS485端口获取的设备信息和生产数据，处理成通信模块所要发送的数据格式。所述主控制模块还用于对数据进行预处理，剔除错误数据。

在本实施例的一个可选实现方式中，如图2所示，所述ZigBee无线发送接口包括：ZigBee芯片电路U1和功放电路U2，所述ZigBee芯片电路U1的射频差分引脚26和引脚27通过滤波电容C13、C15、C16、C17与所述功放电路U2连接。

其中，所述ZigBee芯片电路U1包括芯片CC2530，所述功放电路U2包括芯片CC2591。如图2所示，芯片CC2530的引脚37、引脚38、引脚5、引脚6、引脚7、引脚12、引脚13、引脚14、引脚15、引脚16、引脚17、引脚18和引脚19为数据输入端口，主控制模块通过该数据输入端口将织机运行状态数据、设备信息和生产数据发送到芯片CC2530，芯片CC2530的引脚8、引脚9、引脚11与芯片CC2591的引脚5、引脚6、引脚7连接。芯片CC2530的引脚10和引脚39接3.3V直流电源，引脚1、引脚2、引脚3、引脚4接地，引脚20为复位引脚，引脚21、引脚24、引脚27、引脚28、引脚29、引脚31接3.3V直流电源，引脚32、引脚33连接晶振电路Y2，引脚22、引脚23连接晶振电路Y3，引脚40通过电容C20接地，引脚30通过电阻R2接地，引脚41直接接地。其中，ZigBee芯片电路U1还包括程序下载口J1和电源复位检测电路U3。

在本实施例的一个可选实现方式中，所述信号采集端口包括：第一接线端子排，所述接线端子排包括2个外部电源输入端口和8个尾部信号输入端口，其中所述信号输入端口包括2个公共端和6个信号端。

在本实施例的一个可选实现方式中，所述主控制模块包括第二接线端子排，通过所述第二接线端子排与所述RS485端口连接；所述第二接线端子排包括四个输出端口和3个输入端口，所述三个输入端口分别于RS485端口连接。

在本实施例的一个可选实现方式中，如图3所示，织机数据采集装置还包括：复位开关U6，与所述主控制模块连接，用于向所述主控制模块发送复位信号和配置信号。其中，所述复位开关U6的引脚1和引脚3接地，引脚2和引脚4通过电阻R23连接3.3V直流电源，引脚2和引脚4发出按键信号，所述按键信号包括复位信号和配置信号，所述复位信号包括组网信号、退网信号。

其中，所述主控制模块包括FPGA芯片U5和拨码开关J2，所述拨码开关J2通过八个上拉电阻R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14与FPGA芯片U5的八个输入引脚SW1、SW2、SW3、SW4、SW5、SW6、SW7、SW8连接，拨码开关J2的9~16引脚接地。FPGA芯片U5的引脚1是使能引脚通过电阻R60与引脚32连接，引脚2是信号输入引脚通过电阻R59与引脚35连接，引脚3是信号输出引脚通过电阻R58与引脚34连接。

在其中一个实施例中，如图3所示，所述主控制模块包括程序下载接口J3、晶振频率为24MHz的晶振电路OSC1和控制状态指示灯LED1、LED2。程序下载接口J3的引脚1、引脚3、引脚5和引脚7通过下拉电阻R20、上拉电阻、R15、R18、R17与FPGA芯片U5的引脚91、引脚90、引脚93和引脚94连接，程序下载接口J3的引脚6接3.3V直流电源，引脚2接地。晶振电路OSC1的引脚1通过电阻R16与3.3V直流电源连接，引脚4直接与3.3V直流电源连接，引脚2接地，引脚3通过电阻R19输出晶振频率为24MHz的晶振信号。控制状态指示灯LED1、LED2，其中，LED1为红灯，LED2为绿灯，LED1与FPGA芯片U5的引脚77连接，LED2与FPGA芯片U5的引脚76连接，控制状态指示灯LED1、LED2分别通过电阻R21和电阻R22与3.3V直流电源连接，控制状态指示灯LED1、LED2用于表示织机数据采集装置的控制状态，当LED1亮时表示发送数据，当LED2亮时表示接收数据，当LED1闪烁时表示退网，当LED2闪烁时表示入网。

在其中一个实施例中，如图4所示，所述RS485端口U17包括一个信号输出正极端口RS485+、一个信号输出负极端口RS485-和一个信号地端口485GND，所述信号输出正极端口RS485+和信号输出负极端口RS485-分别通过一个电阻R54、R55与所述主控模块连接，所述信号输出正极端口RS485+和信号输出负极端口RS485-之间连接一个电阻R57和一个二极管D25。所述RS485端口的引脚1连接3.3V直流电源，引脚接地，引脚3是信号输出引脚，引脚4是信号输入引脚，引脚5是使能引脚。

附图中的框图，图示了按照本公开各种实施方式的装置可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，路程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和\/或流程图中的每个方框、以及框图和\/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本公开实施方式中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定。

作为另一方面，本公开还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施方式中所述装置中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，所述程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本公开的方法。

以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

设计图

一种织机数据传输装置论文和设计

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主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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