[發(fā)明專利]一種基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的智能多通道氣動測量系統(tǒng)

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• 申請日: 2021-05-13
• 公開（公告）號: CN113155061A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳亮;吳斌;金尚忠;徐時清;黃帥;沈洋;張淑琴;朱華;溫一諾;徐瑋鑫;李豪
• 申請（專利權(quán)）人: 中國計(jì)量大學(xué)
• 主分類號: G01B13/00
• 分類號: G01B13/00;H04W4/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的智能多通道氣動測量系統(tǒng)，由本地?cái)?shù)據(jù)處理模塊、本地?cái)?shù)據(jù)采集模塊、物聯(lián)網(wǎng)無線通信模塊、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲模塊、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控終端、狀態(tài)指示與擴(kuò)展模塊組成。在多通道氣動測量設(shè)備檢測機(jī)械部件的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了多臺設(shè)備測量數(shù)據(jù)無線上傳、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控與可視化、遠(yuǎn)程在線升級與維護(hù)以及遠(yuǎn)程選擇測量通道數(shù)等功能。通過測量數(shù)據(jù)無線上傳，極大地節(jié)省了人力輸出成本；通過遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控與可視化極大地方便了對機(jī)械部件測量數(shù)據(jù)的記錄與查看，實(shí)時反映機(jī)械部件的合格情況，滿足企業(yè)大規(guī)模測量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程在線監(jiān)控的生產(chǎn)需求；通過遠(yuǎn)程在線升級與維護(hù)，保障了氣動測量設(shè)備的正常工作，同時降低了設(shè)備對企業(yè)生產(chǎn)的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種精密測量儀器領(lǐng)域，尤其涉及一種基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的智能多通道氣動測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著社會的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對于智能化產(chǎn)品的需求愈加強(qiáng)烈，智能化的產(chǎn)品能夠?qū)⑷藦闹貜?fù)性的工作中解放出來，并且也可以提高社會生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量。在精密器械生產(chǎn)領(lǐng)域，零部件尺寸和位移的偏差都會直接影響整個機(jī)械系統(tǒng)的性能和使用安全，為了保證零部件誤差的準(zhǔn)確測量就需要相關(guān)檢測設(shè)備進(jìn)行檢測。氣動測量儀是利用氣體在氣室中的流量或壓力隨噴嘴幾何尺寸與形狀的不同而改變的特性,將位移、尺寸等幾何量的變化轉(zhuǎn)換為流量或壓力的變化,以實(shí)現(xiàn)幾何量的測量設(shè)備。目前國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)普遍采用的是浮標(biāo)式氣動量儀和電子柱式氣動量儀，該種類型的氣動量儀功能相對單一、多為單通道、測量范圍有限、對測量環(huán)境要求較高，且基本采用手工記錄計(jì)算測量數(shù)據(jù)為主，企業(yè)生產(chǎn)效率大大降低，而少數(shù)企業(yè)采用的智能氣動測量儀雖然很好的解決了浮標(biāo)式和電子柱式氣動量儀的缺陷，但其仍采用離線測量方式，對于大批量流水線檢測場景下未能很好的解決人力成本，設(shè)備維護(hù)升級不便并且不能很好的滿足于企業(yè)大規(guī)模檢測數(shù)據(jù)信息遠(yuǎn)程在線監(jiān)控的生產(chǎn)需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要是解決上述現(xiàn)有設(shè)備所存在的技術(shù)問題，提供一種基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的智能多通道氣動測量系統(tǒng)。本系統(tǒng)將物聯(lián)網(wǎng)、嵌入式MCU、遠(yuǎn)程控制終端、高精度差壓傳感器、無線網(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)據(jù)存儲云服務(wù)器、數(shù)據(jù)處理等技術(shù)相結(jié)合，在多通道氣動測量設(shè)備檢測機(jī)械部件的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了多臺設(shè)備測量數(shù)據(jù)無線上傳、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控與可視化、設(shè)備遠(yuǎn)程在線升級與維護(hù)以及遠(yuǎn)程選擇設(shè)備測量通道的數(shù)量等功能。通過測量數(shù)據(jù)無線上傳的方式，極大地節(jié)省了人力輸出成本；通過遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控與可視化極大地方便了工人對機(jī)械部件測量數(shù)據(jù)的記錄與查看，實(shí)時的反映機(jī)械部件測量的合格情況，滿足企業(yè)大規(guī)模測量數(shù)據(jù)信息的遠(yuǎn)程在線監(jiān)控的生產(chǎn)需求；通過設(shè)備遠(yuǎn)程在線升級與維護(hù)，保障了氣動測量設(shè)備的正常工作，節(jié)省了人力物力，同時降低了對企業(yè)生產(chǎn)的影響。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的智能多通道氣動測量系統(tǒng)由無線通信模塊、MQTT物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議、嵌入式MCU、高精度差壓傳感器、可調(diào)節(jié)流閥、數(shù)據(jù)存儲云服務(wù)器、遠(yuǎn)程控制客戶端、三色報(bào)警燈、LCD觸控顯示屏構(gòu)成本地?cái)?shù)據(jù)處理模塊、本地?cái)?shù)據(jù)采集模塊、物聯(lián)網(wǎng)無線通信模塊、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲模塊、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控終端、狀態(tài)指示與擴(kuò)展模塊組成。

所述本地?cái)?shù)據(jù)處理模塊由Cortex-M3架構(gòu)的STM32F103RCT6嵌入式MCU及其外圍基本電路構(gòu)成，用于接收處理本地?cái)?shù)據(jù)采集模塊傳輸?shù)哪M電壓信號，將該模擬電壓信號通過嵌入式MCU內(nèi)置AD采集電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字量數(shù)據(jù)，控制物聯(lián)網(wǎng)無線通信模塊向遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲模塊發(fā)送氣動測量設(shè)備的檢測數(shù)據(jù)信息和接收遠(yuǎn)程控制命令。

所述本地?cái)?shù)據(jù)采集模塊由高精度差壓傳感器組成，其中差壓傳感器與嵌入式MCU電性連接，用于將氣體壓力信號轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號。

所述的物聯(lián)網(wǎng)無線通信模塊由WiFi模組ESP8266組成，與嵌入式MCU電性連接，通過MQTT物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)向遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲模塊推送機(jī)械部件測量數(shù)據(jù)，接收用戶遠(yuǎn)程控制命令。

所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲模塊由云服務(wù)器構(gòu)成，用于接收測量數(shù)據(jù)，并將測量數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)庫的形式保存。