[實(shí)用新型]基于ZigBee的無線數(shù)據(jù)采集群智能小車

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320852379.X
• 申請(qǐng)日: 2013-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN203637651U
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱賢浩;楊云;黃祖寧;張旭;鐘青峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B60P3/00
• 分類號(hào): B60P3/00;G01D21/02
• 代理公司: 江西省專利事務(wù)所 36100
• 代理人: 張文

技術(shù)領(lǐng)域

?本實(shí)用新型涉及遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集設(shè)備，尤其是涉及一種對(duì)區(qū)域較大、周圍環(huán)境惡劣、布線困難的場(chǎng)合的基于ZigBee的無線數(shù)據(jù)采集群智能小車。

背景技術(shù)

數(shù)據(jù)采集是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中應(yīng)用最廣的技術(shù)之一，企業(yè)在生產(chǎn)時(shí)經(jīng)常需要在多個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行多種參量(例如溫度、濕度、氣體濃度、振動(dòng)、聲音等)的監(jiān)測(cè)。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通常采用多線制(4～20?mA電流環(huán))或者總線制(RS485、CAN總線等)方式將多個(gè)獨(dú)立的監(jiān)測(cè)儀表連接起來構(gòu)成數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)，最后由專用設(shè)備或者計(jì)算機(jī)對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，主要存在的問題有：擴(kuò)展性較差、布線繁瑣、不方便對(duì)移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，不能進(jìn)行臨時(shí)數(shù)據(jù)采集。當(dāng)前也出現(xiàn)了通過用無線通信代替電纜通信，讓監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)擺脫了電纜布線的束縛，此方式也具有一定的局限性，無線智能數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)(WSN)是由大量分布式智能數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)組成，在檢測(cè)范圍內(nèi)會(huì)出現(xiàn)測(cè)量盲區(qū)，存在風(fēng)險(xiǎn)；對(duì)于監(jiān)測(cè)區(qū)域較大的場(chǎng)合需要更多的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)，增加了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種將zigbee無線通信網(wǎng)絡(luò)和智能小車技術(shù)有機(jī)結(jié)合，不僅能夠?qū)ΡO(jiān)控全區(qū)域進(jìn)行全部監(jiān)測(cè)，而且能夠以少量的節(jié)點(diǎn)達(dá)到監(jiān)控全區(qū)域的目的，監(jiān)控的范圍更廣，實(shí)時(shí)性更強(qiáng)，能夠?yàn)橄到y(tǒng)控制管理提供方便和節(jié)省人力物力資源的基于ZigBee的無線數(shù)據(jù)采集群智能小車。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種基于ZigBee的無線數(shù)據(jù)采集群智能小車，包括車體，在車體四側(cè)下方安裝有四個(gè)車輪，在車體內(nèi)后部安裝有驅(qū)動(dòng)兩個(gè)后面的車輪的直流電機(jī)，特征是：在車體內(nèi)的前端安裝有用于掌握方向的舵機(jī)，在車體內(nèi)的后端安裝有控制器，在車體外的頂端中部安裝有內(nèi)裝有zigbee無線通信模塊的天線盒體，在天線盒體上安裝有發(fā)射天線，在車體外的前端周圍安裝有由溫度傳感器、濕度傳感器、氣體傳感器、振動(dòng)傳感器、聲音傳感器、地磁傳感器構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊由數(shù)據(jù)采集模塊支架支撐；溫度傳感器的溫度信號(hào)輸出端、濕度傳感器的濕度信號(hào)輸出端、氣體傳感器的氣體信號(hào)輸出端、振動(dòng)傳感器的振動(dòng)信號(hào)輸出端、聲音傳感器的聲音信號(hào)輸出端、地磁傳感器的地磁信號(hào)輸出端分別接控制器的溫度信號(hào)輸入端、濕度信號(hào)輸入端、氣體信號(hào)輸入端、振動(dòng)信號(hào)輸入端、地磁信號(hào)輸入端，舵機(jī)的方向信號(hào)輸出端接控制器的方向信號(hào)輸入端，控制器的電機(jī)信號(hào)輸出端接直流電機(jī)的電機(jī)信號(hào)輸入端，控制器的無線信號(hào)輸出端接zigbee無線通信模塊的無線信號(hào)輸入端。

在車體外的頂端前部安裝有對(duì)障礙物進(jìn)行檢測(cè)的超聲波傳感器，超聲波傳感器的超聲波信號(hào)輸出端接控制器的超聲波信號(hào)輸入端，方便車體的移動(dòng)控制。

在直流電機(jī)上安裝有速度傳感器，速度傳感器的速度信號(hào)輸出端接控制器的速度信號(hào)輸入端，以便測(cè)量車體的運(yùn)行速度，方便人為智能控制。

控制器對(duì)本實(shí)用新型的整個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)的各個(gè)功能模塊進(jìn)行控制，用于控制車體完成任務(wù)；數(shù)據(jù)采集模塊中安裝有溫度傳感器、濕度傳感器、氣體傳感器、振動(dòng)傳感器、聲音傳感器、地磁傳感器等多種傳感器，能夠?qū)χ車h(huán)境的參數(shù)和對(duì)車體的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行采集；zigbee通信模塊構(gòu)成無線通信網(wǎng)絡(luò)，使得監(jiān)控上位機(jī)能夠與本實(shí)用新型之間進(jìn)行雙向通信，監(jiān)控上位機(jī)作為智能主體，可以對(duì)車體進(jìn)行控制，能夠使車體內(nèi)外的設(shè)備共同完成任務(wù)，能把采集到的各種環(huán)境參數(shù)和車體運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行顯示，并且能夠?qū)ο嚓P(guān)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。

因此，本實(shí)用新型是將zigbee無線通信網(wǎng)絡(luò)和智能小車技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起，這樣不僅能夠?qū)ΡO(jiān)控全區(qū)域進(jìn)行全部監(jiān)測(cè)，極大地提高監(jiān)測(cè)效率和準(zhǔn)確性，增加監(jiān)測(cè)范圍和節(jié)省人力物力資源，而且能夠以少量的節(jié)點(diǎn)達(dá)到監(jiān)控全區(qū)域的目的，監(jiān)控的范圍更廣，實(shí)時(shí)性更強(qiáng)，能夠?yàn)橄到y(tǒng)控制管理提供方便和節(jié)省人力物力資源。本實(shí)用新型還具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、節(jié)能：在一定的區(qū)域內(nèi)通過車體的運(yùn)動(dòng)性，能夠以少量的節(jié)點(diǎn)達(dá)到監(jiān)控全區(qū)域的目的，達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)，而且?ZigBee組網(wǎng)本身是個(gè)低速率、低功耗的組網(wǎng)。

2、監(jiān)測(cè)靈活：通過用ZigBee無線通信代替有線通信，讓監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)擺脫了有線布線的束縛，并且多輛智能小車能夠在一定的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行流動(dòng)組網(wǎng)，使得監(jiān)測(cè)范圍更為廣泛，監(jiān)測(cè)方式更為靈活。

3、降低成本：在一定范圍內(nèi)進(jìn)行了流動(dòng)組網(wǎng)，減少了節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，降低了生產(chǎn)成本。

4、小車的控制方式：采用了控制機(jī)構(gòu)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)分離的策略，這樣即能滿足控制軟件對(duì)系統(tǒng)的性能要求，集中在上位機(jī)上開發(fā)和設(shè)置，又不會(huì)因?yàn)橹悄苘嚳刂颇K功能、存儲(chǔ)和計(jì)算能力相對(duì)較弱而受到制約。