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基于nRF2401的光學在線檢測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

作者: 時間:2009-03-18 來源:網(wǎng)絡 收藏

1、引言

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/173859.htm

  加工與檢測是制造領域里兩個核心部分,加工所能達到的精度極大依賴于檢測技術水平的高低。長久以來,加工技術與檢測技術沿著各自的軌道發(fā)展,并達到了很高的技術水平,極大地提高了制造的效率與精度,滿足了國防與航空等高端技術方面的需求。但同時,加工與檢測技術也形成了一個個完善的、獨立的功能體,各功能體間不能直接相互通信,不能測試、數(shù)據(jù)處理、加工的一體化光學加工系統(tǒng),這一個個獨立的功能實體形成了所謂的“信息化”孤島。在實際工作中則表現(xiàn)為檢測所產(chǎn)生的測試數(shù)據(jù)不能直接傳給數(shù)據(jù)處理中心,而必須借助某種存貯媒介 (如軟盤) 由人工輸進數(shù)據(jù)處理中心。這樣既不利于測試數(shù)據(jù)的傳輸,也不利于數(shù)據(jù)的存貯、處理及確保其安全。針對這種情況,本文無線通信的檢測制造系統(tǒng),了光學制造的、在線數(shù)據(jù)處理、在線加工的一體化。

2、一體化加工系統(tǒng)運行模式及其結構

  要想、在線數(shù)據(jù)處理的一體化加工系統(tǒng),不同功能體之間數(shù)據(jù)自由通信與傳輸是其根本要求。在車間單元層上,主要由主控計算機、管理計算機等設備組成,它們通過企業(yè)內(nèi)部的以太網(wǎng)實現(xiàn)相互間的通信。對于工作站層,它運行在某個車間內(nèi)部,主要實現(xiàn)兩個功能,一個實現(xiàn)車間內(nèi)部各設備間的數(shù)據(jù)通信,另外它還負責車間底層設備與上層主控計算機間的通信,它充當了底層設備的代理。設備層由分布在車間各個不同方位的底層設備 (如檢測設備、加工設備) 組成。根據(jù)這三層運行模式的劃分,將當前先進的無線射頻通信技術引入到光學加工系統(tǒng)中,采用無線網(wǎng)絡通信具有以下幾個特點:良好的靈活性和移動性;安裝便捷;故障定位容易;易于進行網(wǎng)絡規(guī)劃和調(diào)整;易于擴展。該系統(tǒng)的邏輯結構功能圖如圖1所示。

3、功能分析

3.1 工作站及無線收發(fā)接口功能分析

  工作站必須要具有將無線通信數(shù)據(jù)與以太網(wǎng)數(shù)據(jù)互相轉(zhuǎn)換的功能。此外,由于車間檢測設備不止一臺,可能同時有多臺設備要求實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信,因此工作站是個多任務工作系統(tǒng),要具有良好的任務管理機制,以確保數(shù)據(jù)傳輸不沖突,同時,工作站還要保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_、可靠、及時,有序。對于無線收發(fā)模塊,由于在車間底層,生產(chǎn)環(huán)境惡劣,因而要求其具有較強的抗電磁干擾能力,數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定、可靠。此外,還要求其通信距離不能太短,要滿足整個車間范圍內(nèi)的通信要求。

3.2 模塊化實現(xiàn)工作站及無線收發(fā)

  本文采用模塊化方法來實現(xiàn)工作站功能的。將工作站在邏輯上分為兩部分:前部實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線收發(fā),該部和設備層的無線收發(fā)模塊一致。后部由一個具有資源管理的來管理多個數(shù)據(jù)傳送任務。由于底層設備大多具有標準串行接口,無線收發(fā)模塊主要實現(xiàn)無線射頻數(shù)據(jù)與串行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換與控制。工作站的功能模型分析如圖2所示。

4、系統(tǒng)硬件設計與實現(xiàn)

4.1 硬件設計

  本文中所選擇的無線通信芯片是挪威Nordic公司的無線芯片。它是一款非常適合于工業(yè)控制的無線通信芯片,它內(nèi)置點對多點的無線通信協(xié)議,可以很方便地實現(xiàn)任意兩個指定設備間的無線通信,此外,它的通信速率高達1Mbps,最遠通信距離高達1000M,抗干擾能力強,內(nèi)置硬件CRC檢錯功能。通過單片機C51控制可實現(xiàn)與外界設備間串行數(shù)據(jù)的發(fā)送、接收。的硬件結構圖如圖3所示。


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