一種攤鋪機掛線基準監控器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種攤鋪機掛線基準監控器，包括四個拉壓傳感器，四個具有無線發送和報警功能的監控器子機，一個具有無線接收和短信發送功能的監控器母機和充電器；其中各拉壓傳感器通過掛鉤分別與掛線的兩端相連，且各拉壓傳感器分別通過導線與各監控器子機相連，監控器子機通過無線方式與監控器母機連接。該監控器能夠實時計算施加在拉力傳感器兩端的拉力值，并通過無線網絡將拉力值發送到監控器母機，并由監控器母機把監測到的子機拉力值以短信的方式發送到設定的手機上。
【專利說明】一種攤鋪機掛線基準監控器

【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于無線網絡設備【技術領域】，涉及攤鋪機的監控器，尤其是一種可以 利用無線網絡實時對掛線基準的拉力值進行監控，并在掛線拉力值超過規定要求時自動 發出報警提示信息的監控器。

【背景技術】
[0002] 在路面機械施工中，接觸式傳感器加鋼絲繩的找平方式是浙青攤鋪機、水穩攤鋪 機和滑模攤鋪機施工中常用的方法，被稱為絕對基準。測量和掛線是否準確，鋼絲繩的張緊 程度如何，以及掛線高度和撓度直接影響了鋪層的標高和平整度。在施工現場經常出現掛 線的拉力不足或者掛線在施工過程中發生的松弛，產生撓度，或者拉力過大都會對已測掛 線點標高產生影響，導致鋪層產生波浪、平整度變差、鋪層不均勻、高程發生變化等現象。國 家和行業規范規定了拉力值要求，但是由于目前沒有專用的掛線拉力監測手段，在施工過 程中很難及時掌握和發現存在的問題。
[0003] 基于此我們開發了攤鋪機掛線基準監控器，可以實時對掛線拉力進行監控，并在 拉力超過規定要求時自動發出報警提示信息。 實用新型內容
[0004] 本實用新型的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種攤鋪機掛線基準監控 器，該監控器能夠實時計算施加在拉力傳感器兩端的拉力值，并通過無線網絡將拉力值發 送到監控器母機，并由監控器母機把監測到的子機拉力值以短信的方式發送到設定的手機 上。
[0005] 本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的：
[0006] 這種攤鋪機掛線基準監控器，包括四個拉壓傳感器，四個具有無線發送功能的監 控器子機，一個具有無線接收功能的監控器母機和充電器；其中所述各拉壓傳感器通過掛 鉤分別與掛線的兩端相連，且各拉壓傳感器分別通過導線與各監控器子機相連，所述監控 器子機通過無線方式與監控器母機連接。
[0007] 進一步，上述拉壓傳感器采用雙梁式"S"型結構的小量程拉壓傳感器。
[0008] 進一步，上述監控器子機包括第一單片機以及分別與所述第一單片機連接的第一 無線數傳模塊、第一數模轉換器以及三色LED ;所述第一數模轉換器的輸入端連接至拉壓 傳感器的輸出端。
[0009] 上述第一單片機采用STC11系列8051單片機；所述無線數傳模塊采用APC250 ;所 述數模轉換器采用CS5523。
[0010] 進一步，上述監控器母機包括第二單片機以及分別與所述第二單片機連接的第二 無線數傳模塊、顯示驅動模塊以及短信模塊；所述顯示驅動模塊連接有數碼管。
[0011] 上述第二單片機采用宏晶8051-STC12C5A60AD/S2系列的STC12C5A32SA單片機； 所述第二無線數傳模塊采用APC250 ;所述顯示驅動模塊采用智能顯示驅動芯片ZLG7289 ; 所述短信模塊為GPRS透傳模塊。
[0012] 進一步，上述監控器母機采用手提式。
[0013] 本實用新型具有以下有益效果：
[0014] 本實用新型的攤鋪機掛線基準監控器采用具有無線發送和報警功能的監控器子 機和具有無線接收和短信發送功能的監控器母機，來配合拉壓傳感器實現對掛線拉力的監 測，本實用新型由監控器子機實時計算施加在拉力傳感器兩端的拉力值，并且并在拉力超 過規定要求時自動發出報警提示信息，而且其還通過無線網絡將拉力值發送到監控器母 機，監控器母機能夠把監測到的子機拉力值以短信的方式發送到設定的手機上，從而使工 作人員能夠方便的實時監測掛線拉力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1為本實用新型的連接框圖；
[0016] 圖2為本實用新型的監控器子機電路連接原理圖；
[0017] 圖3為本實用新型的監控器母機電路接線原理圖。

【具體實施方式】
[0018] 下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細描述：
[0019] 參見圖1，本實用新型攤鋪機掛線基準監控器，包括四個拉壓傳感器，四個具有無 線發送和報警功能的監控器子機，一個具有無線接收和短信發送功能的監控器母機和充電 器；其中所述各拉壓傳感器通過掛鉤分別與掛線的兩端相連，且各拉壓傳感器分別通過導 線與各監控器子機相連，所述監控器子機通過無線方式與監控器母機連接。在本實用新型 的最佳實施例中，監控器母機采用手提式。拉壓傳感器采用雙梁式"S"型結構的小量程拉 壓傳感器，該雙梁式"S"型結構的小量程拉壓傳感器，其拉壓輸出對稱性好、量程范圍廣，精 度高、抗偏載能力強，結構緊湊、安裝方便等；廣泛應用于機電綜合稱、料斗稱等各種試件的 拉壓力測量及工業控制場合。其原理是把應變片用特殊膠粘劑粘固在彈性體上，制成惠斯 登電橋的應變電阻。當彈性體受力變形時，應變片電阻值也發生變化，電橋輸出相應的電 信號。其供橋電壓為為5?15VDC (推薦10V)，量程為0?100、200、300、500kg，靈敏度為 1. 000?2. 000mV/V，輸入阻抗為380Ω ±2%，輸出阻抗為350Ω ±1%，重復性為0. 〇2%F. S， 非線性為〇. 〇3%F. S，滯后為0. 03%F. S，工作溫度為-10?60°C，絕緣電阻為500M Ω，允許過 載為 120%，溫漂為 0. 002%F. S/10°C。
[0020] 拉壓傳感器采集掛線的拉壓數據，經監控器子機實時計算后，通過無線網絡將拉 力值發送到監控器母機，同時由監控器母機把監測到的監控器子機拉力值以短信的方式發 送到設定的手機上，以告知遠離施工現場的人員攤鋪機在攤鋪過程中掛線是否準確。監控 器子機同時還有在拉力達標(綠燈亮)、拉力過載(紅燈亮)、拉力未達標(黃燈亮）的警示功 能。
[0021] 參見圖2,所述監控器子機包括第一單片機以及分別與所述第一單片機連接的第 一無線數傳模塊、第一數模轉換器以及三色LED ;所述第一數模轉換器的輸入端連接至拉 壓傳感器的輸出端。其中，在本實用新型的最佳實施例中，第一單片機采用STC11系列8051 單片機；無線數傳模塊采用APC250 ;數模轉換器采用CS5523。
[0022] 本實用新型監控器子機中的單片機采用STC11系列8051單片機，該微控制器具有 4K內部可擦寫程序存儲器和20個輸入/輸出端口，且通過高集成的數模轉換器CS5523進 行信息轉換。CS5523的CS端接單片機的P1. 0腳，當CS處于低電平時，端口可識別SCLK， SD0引腳輸出高阻態，CS應在SCLK=0時才改變狀態。SDI引腳接單片機的PL 1腳，用于串 行數據輸入，數據輸入速率由SCLK決定。SD0引腳接單片機的P1. 2腳，用于串行數據輸出， 當CS=1時，SD0輸出為高阻態。SCLK引腳接單片機的P1. 3腳，為傳輸數據提供時鐘，SCLK 引腳的時鐘信號決定了 SDI/SD0引腳數據輸入/輸出的速率，該時鐘輸入有一個施密特觸 發器，它允許緩慢上升的時間信號，只有當CS處于低電平時，SCLK引腳才能識別時鐘。
[0023] 監控器子機的工作原理為：小量程拉壓傳感器將掛線的拉壓信息采集之后，通過 IN+和IN-接口傳送到高集成的數模轉換器CS5523,再由CS5523進行A/D轉換，經CS，SDI， SDO, SCKL 四段將信號送入 STC11F04E 單片機的 PL 0，P1. 1，P1. 2，P1. 3 四端，STC11RME 單 片機對采集的拉壓數據進行分析與判斷。一路由P 3. 2, P 3. 3, P 3. 4 口送到三色LED中， 當施加在拉力傳感器兩端的拉力值達標時綠燈亮，過載時紅燈亮，為達標時黃燈亮。另一路 由P3. 5, P1. 4, P3. 7分別與無線數傳模塊APC250的電源使能端EN，工作狀態指示腳AUX及 SET端相連，通過無線網絡向外發射信息。
[0024] 此監控器子機中的無線數傳模塊采用深圳市安美通科技有限公司的 APC250，該無線數傳模塊的發射功率最大lOOmw (20dBm± 1 dBm7級可調），接收靈敏度 為-121dBm@1200bps，空中傳輸速率和接口速率分別為1200-19200bps和1200-57600bps， 工作濕度為10%?90% (無冷凝)，工作溫度-30°C -85°C，電源3. 4 - 5. 5V (± 100mV紋波）， 發射電流蘭100mA@100mW (接50歐姆天線），接收電流蘭20mA，休眠電流蘭3. OuA，休眠至工 作時間f 20uS，具有1800米傳輸距離（1200bps開闊地可視距離），其設置的可擦寫次數為 300K，尺寸 32. Imml8. 3mm χ7· 0mm。
[0025] 參見圖3,本實用新型的監控器母機包括第二單片機以及分別與所述第二單片 機連接的第二無線數傳模塊、顯示驅動模塊以及短信模塊；所述顯示驅動模塊連接有數碼 管。在本實用新型的最佳實施例中，第二單片機采用宏晶8051- STC12C5A60AD/S2系列的 STC12C5A32SA單片機；所述第二無線數傳模塊采用APC250 ;所述顯示驅動模塊采用智能顯 示驅動芯片ZLG7289。
[0026] 在本實用新型最佳實施例中，監控器母機中單片機選用具有超強抗干擾能力，很 難解密的宏晶8051-STC12C5A60AD/S2系列的STC12C5A32SA單片機，該單片機的工作電壓 為5. 5?3. 5V，其擁有32K字節片內Flash程序存儲器，擦寫次數達10萬次以上。超低功 耗，當處于掉電模式時，外部中斷喚醒功耗小于0. 1微安，支持下降沿/上升沿/低電平和 遠程喚醒，可適用于電池供電系統，如水表、氣表、便攜設備等，當處于空閑模式時，典型功 耗小于1. 3暈安，正常工作模式為2至7暈安。
[0027] 此外，本實用新型的監控器母機中采用具有串行接口的，可同時驅動8位共陰式 數碼管(或64只獨立LED)的智能顯示驅動芯片7289來完成傳感器兩端拉力值的顯示。該 芯片同時還可連接多達64鍵的鍵盤矩陣，其內部還含有譯碼器，可直接接受BCD碼或16進 制碼，并同時具有2種譯碼方式，此外，還具有多種控制指令，如消隱、閃爍、左移、右移、段 尋址等。
[0028] 本實用新型監控器母機的工作原理為：監控器母機中的第二無線數傳模塊 APC250在接收到監控器子機發射過來的無線網絡之后，通過其電源使能端EN，工作狀態指 示腳AUX及SET端與單片機STC12C5A32S2中的P14、P15、P16腳相連，而向單片機傳送信 息。一方面單片機STC12C5A32S2經其P32、P22、P21、P20分別與智能顯示驅動芯片7289的 KEY端，nCS端，CLK端及DIO端相連將子機傳送過來的信息傳送給智能顯示驅動芯片7289， 智能顯示驅動芯片7289將傳送過來的信息分析判斷之后經數碼管SMG將拉壓傳感器兩端 的拉力值顯示出來。另一方面單片機STC12C5A32S2經P12、P13分別與短信模塊的RXD腳 與TXD腳相連，將每一組拉力值以短信的形式告知固定的手機用戶。其中短信模塊由南京 匯馳信息技術有限公司針對行業用戶和初學者設計的一款高性能多功能ARM-GPRS/SMS開 發板。板載 LPC2132(ARM7CPU)、FM24CL16(鐵電存儲芯片），可搭載 TC35i、MC39、GTM900B 三種型號模塊。LPC2132芯片UART1已在板上與無線模塊串口相連，用戶無需任何跳線即可 進行GPRS/SMS應用開發。開發板提供應用程序框架和開發環境，模塊小巧玲瓏，易于集成。 本實用新型的短信模塊是GPRS透傳模塊，其是南京匯馳信息技術有限公司針對行業用戶 及GPRS初學者提出的一站式解決方案，用戶只需設計一個外殼即可擁有自己的GPRS DTU。 模塊內置虛擬IP協議，使用時只需設置幾個簡單的參數就可以讓串口設備具有無線上網 功能。南京匯馳信息技術有限公司還架設了專用虛擬IP服務器，小規模用戶使用時無需辦 理固定IP業務即可享受透傳服務，真正做到即接即用。為了方便用戶開發上位機軟件，南 京匯馳信息技術有限公司免費提供透傳控件（vip. ocx)及使用例程，用戶可以方便的編寫 應用軟件。對于傳統串口應用軟件，南京匯馳信息技術有限公司有償提供虛擬串口套件，使 用時用戶不需更改任何應用軟件即可讓遠程串口設備與本機建立連接，縮短開發周期和節 省項目經費。而短信（SMS)報警器由12V/1000mA直流供電，內置800mA鋰電池后備電源； 有4路報警輸入通道，4路控制輸出通道，4路AD采集通道，1路DA輸出通道，通道檢測周期 〇. 1秒；5個報警接收終端，內置硬件復位電路，報警延遲時間小于1秒，掉電待機時間大于 24小時；超小體積，超低功耗，全中文短信息，全中文操作指令。報警特性：各通道相互獨立 工作，采用末端電阻匹配監測技術，無論是剪線還是短接線路報警器均能監測。
【權利要求】
1. 一種攤鋪機掛線基準監控器，其特征在于，包括四個拉壓傳感器，四個具有無線發送 和報警功能的監控器子機，一個具有無線接收和短信發送功能的監控器母機和充電器；其 中所述各拉壓傳感器通過掛鉤分別與掛線的兩端相連，且各拉壓傳感器分別通過導線與各 監控器子機相連，所述監控器子機通過無線方式與監控器母機連接。
2. 根據權利要求1所述的攤鋪機掛線基準監控器，其特征在于，所述監控器子機包括 第一單片機以及分別與所述第一單片機連接的第一無線數傳模塊、第一數模轉換器以及三 色LED ;所述第一數模轉換器的輸入端連接至拉壓傳感器的輸出端。
3. 根據權利要求2所述的攤鋪機掛線基準監控器，其特征在于，所述第一單片機采用 STC11系列8051單片機；所述無線數傳模塊采用APC250 ;所述數模轉換器采用CS5523。
4. 根據權利要求1所述的攤鋪機掛線基準監控器，其特征在于，所述監控器母機包括 第二單片機以及分別與所述第二單片機連接的第二無線數傳模塊、顯示驅動模塊以及短信 模塊；所述顯示驅動模塊連接有數碼管。
5. 根據權利要求4所述的攤鋪機掛線基準監控器，其特征在于，所述第二單片機采用 宏晶8051- STC12C5A60AD/S2系列的STC12C5A32SA單片機；所述第二無線數傳模塊采用 APC250 ;所述顯示驅動模塊采用智能顯示驅動芯片ZLG7289 ;所述短信模塊為GPRS透傳模 塊。
【文檔編號】E01C23/01GK203909994SQ201420076881
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年2月21日 優先權日:2014年2月21日
【發明者】劉洪海, 張志耕, 尹峰, 劉世清, 董進勇, 朱東升, 朱杰堯, 程永龍, 廖昊 申請人:長安大學