一种基于LoRa的剑杆织机故障状态无线数据显示系统
技术领域
本实用新型属于数据显示系统领域，尤其涉及一种基于LoRa的剑杆织机故障状态无线数据显示系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
剑杆织机是目前应用最为广泛的无梭织机，它除了具有无梭织机高速、高自动化程度、高效能生产的特点外，其积极引纬方式具有很强的品种适应性，能适应各类纱线的引纬，加之剑杆织机在多色纬织造方面也有着明显的优势，可以生产多达16色纬纱的色织产品。随着无梭织机取代有梭织机，剑杆织机将成为机织物的主要生产机种。
当剑杆织机运行中有故障时，用安装在设备上的指示灯显示故障状态。但是，这需要维护人员时刻巡检每台剑杆织机故障状态信息，增加劳动强度；另外，因故障处理不及时，造成生产效率低。
发明人发现，随着物联网无线通信技术的发展，虽然无线通信实现方式很多，如WIFI、ZigBee、蓝牙等，但存在抗干扰能力弱、传输距离较短或者功耗较高的应用难题，在实际工业应用中受到很大的限制；而且现有的故障显示系统可能由于其本身电源故障而影响整个显示系统的工作稳定性。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提供一种基于LoRa的剑杆织机故障状态无线数据显示系统，其利用相互通信的LoRa无线通信接收电路与LoRa无线通信发送电路，实现剑杆织机信号输出板输出的故障信号的长距离且强抗干扰传输，进而保障了故障信号传输的准确性，能够将剑杆织机信号输出板输出的故障信号直观地显示在显示模块上，方便维护人员及时处理故障；还利用电压检测电路检测主电源输出的电压信号，进而通过电源控制器对切换开关进行控制，以实现第一电源电路和第二电源电路中的主电源和应急电源的切换工作，保障了整个显示系统的工作稳定性。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种基于LoRa的剑杆织机故障状态无线数据显示系统，包括：
信号分配板，用于将与其对应的剑杆织机信号输出板输出的故障信号同时传送至剑杆织机故障指示灯及对应数据采集模块；
数据采集模块，其包括第一处理器，第一处理器与信号调理电路相连，信号调理电路用于接收故障信号并处理后传送至第一处理器；第一处理器还与LoRa无线通信发送电路相连；第一处理器与第一电源电路相连；
数据接收模块，其包括第二处理器，第二处理器与LoRa无线通信接收电路相连，LoRa无线通信接收电路与LoRa无线通信发送电路相互通信，第二处理器通过串行通信模块与显示模块相连；显示模块用于显示第二处理器接收到的故障信号；第二处理器与第二电源电路相连；
第一电源电路和第二电源电路均包括通过切换开关切换工作的主电源和应急电源，切换开关与电源控制器相连，电源控制器与电压检测电路相连，电压检测电路用于检测主电源输出的电压信号并传送至电源控制器。
作为一种实施方式，所述信号分配板与剑杆织机的四种颜色故障指示灯相连，四种颜色故障指示灯分别对应接收相应剑杆织机信号输出板输出的储纬器断纬纱自动停车故障信号、断纬自动停车故障信号、断经自动停车故障信号和电器箱故障自我保护自动停车故障信号这四路故障信号。
作为一种实施方式，所述第一处理器还与数据采集显示屏相连，所述数据采集显示屏用于循环显示故障信号及LoRa无线通信发送电路的物理地址。
作为一种实施方式，所述信号调理电路包括依次串联连接的放大电路、滤波电路和A/D转换电路。
作为一种实施方式，所述LoRa无线通信发送电路包括：依次串联连接的LoRa芯片、阻抗匹配网络和射频前端芯片，所述射频前端信号与发送天线相连。
作为一种实施方式，所述第一处理器还与第一短信模块相连，所述第一短信模块与移动终端相连。
作为一种实施方式，所述第二处理器还与第二短信模块相连，所述第二短信模块与移动终端相连。
作为一种实施方式，所述第一处理器还与第一报警模块相连。
作为一种实施方式，所述第二处理器还与第二报警模块相连。
作为一种实施方式，所述第一处理器还与云端服务器相连，所述云端服务器与移动监控终端相连。
本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型利用相互通信的LoRa无线通信接收电路与LoRa无线通信发送电路，实现剑杆织机信号输出板输出的故障信号的长距离且强抗干扰传输，进而保障了故障信号传输的准确性，能够将剑杆织机信号输出板输出的故障信号直观地显示在显示模块上，方便维护人员及时处理故障；相比人工巡检，本发明能更加高效便捷实时的获取设备的故障信息，可减轻维护人员劳动强度，节约人力成本，可靠性高，提高生产效率；采用LoRa无线通信方案很好的避免了现有设计中安装布线、通信距离近以及成本高等问题，除此之外，本实用新型还具有功耗低、传输距离远、信号穿透力好、抗干扰能力强等优点，具有广泛的应用前景。
(2)本实用新型利用电压检测电路检测主电源输出的电压信号，进而通过电源控制器对切换开关进行控制，以实现第一电源电路和第二电源电路中的主电源和应急电源的切换工作，保障了整个显示系统的工作稳定性。
附图说明
构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
图1是本实用新型实施例的一种基于LoRa的剑杆织机故障状态无线数据显示系统结构示意图；
图2是本实用新型实施例的信号分配板连接示意图；
图3是本实用新型实施例的数据采集模块结构示意图；
图4是本实用新型实施例的数据接收模块结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本实用新型中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本实用新型各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本实用新型中任一部件或元件，不能理解为对本实用新型的限制。
本实用新型中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本实用新型中的具体含义，不能理解为对本实用新型的限制。
如图1所示，本实施例的基于LoRa的剑杆织机故障状态无线数据显示系统，包括：信号分配板、数据采集模块、数据接收模块和显示模块。
其中，信号分配板用于将与其对应的剑杆织机信号输出板输出的故障信号同时传送至剑杆织机故障指示灯及对应数据采集模块，如图2所示。
所述信号分配板与剑杆织机的四种颜色故障指示灯相连，四种颜色故障指示灯分别对应接收相应剑杆织机信号输出板输出的储纬器断纬纱自动停车故障信号、断纬自动停车故障信号、断经自动停车故障信号和电器箱故障自我保护自动停车故障信号这四路故障信号。
具体地，信号分配板将剑杆织机信号输出板的+12V、O(橙)、G(绿)、R(红)、W(白)、GND(地)信号分二路，一路与所述数据采集模块相连，一路与剑杆织机四色信号指示灯相连；
O(橙)、G(绿)、R(红)、W(白)分别对应储纬器断纬纱自动停车故障信号、断纬自动停车故障信号、断经自动停车故障信号和电器箱故障自我保护自动停车故障信号。
数据采集模块，包括第一处理器，第一处理器与信号调理电路相连，信号调理电路用于接收故障信号并处理后传送至第一处理器；第一处理器还与LoRa无线通信发送电路相连；第一处理器与第一电源电路相连，如图3所示。
在本实施例中，第一处理器采用ST半导体的STM32103VET6芯片来实现。
需要说明的是，在其他实施例中，第一处理器也可采用ARM等其他可编程的逻辑芯片来实现。
作为一种实施方式，所述信号调理电路包括依次串联连接的放大电路、滤波电路和A/D转换电路。例如：滤波电路采用光电隔离芯片来实现，信号调理单元将+12V信号经光电隔离调理成+3.3V信号。
作为另一种实施方式，所述第一处理器还与数据采集显示屏相连，所述数据采集显示屏用于循环显示故障信号及LoRa无线通信发送电路的物理地址。
在本实施例中，数据采集显示屏采用5位共阴极数码管来实现。
需说明的是，在其他实施例中，数据采集显示屏也可采用液晶显示屏来实现。
作为一种实施方式，所述LoRa无线通信发送电路包括：依次串联连接的LoRa芯片、阻抗匹配网络和射频前端芯片，所述射频前端信号与发送天线相连。
例如：LoRa芯片采用SX1276芯片来实现，射频前端芯片采用SK653XX系列射频前端芯片来实现；阻抗匹配网络是由电容或电感与负载串联的网络。
在另一实施例中，LoRa无线通信发送电路可采用SX1278模块来实现，SX1278模块是一种高度集成的低功耗半双工小功率数据传输模块，具有传输距离远、信号穿透性好、抗干扰性强等特点。
数据接收模块，其包括第二处理器，第二处理器与LoRa无线通信接收电路相连，LoRa无线通信接收电路与LoRa无线通信发送电路相互通信，第二处理器通过串行通信模块与显示模块相连；显示模块用于显示第二处理器接收到的故障信号；第二处理器与第二电源电路相连，如图4所示。
在本实施例中，第二处理器采用ST半导体的STM32103VET6芯片来实现。
需要说明的是，在其他实施例中，第二处理器也可采用ARM等其他可编程的逻辑芯片来实现。
在本实施例中，串行通信模块为RS232串行通信模块，采用SP3232EEN芯片来实现。
显示模块采用液晶显示屏来实现。
LoRa无线通信接收电路也采用SX1278模块来实现。
具体地，第一电源电路和第二电源电路均包括通过切换开关切换工作的主电源和应急电源，切换开关与电源控制器相连，电源控制器与电压检测电路相连，电压检测电路用于检测主电源输出的电压信号并传送至电源控制器。
本实施例利用电压检测电路检测主电源输出的电压信号，进而通过电源控制器对切换开关进行控制，以实现第一电源电路和第二电源电路中的主电源和应急电源的切换工作，保障了整个显示系统的工作稳定性。
其中，电源控制器可采用51系列单片机或其他控制芯片来实现。
电压检测电路可采用电压互感器或是分压电阻来实现。
主电源采用充电电池来实现。
应急电源可采用太阳能电池或其他型号的电源来实现。
作为另一种实施方式，所述第一处理器还与第一短信模块相连，所述第一短信模块与移动终端相连。
所述第二处理器还与第二短信模块相连，所述第二短信模块与移动终端相连。
其中，第一短信模块和第二短信模块均可采用现有电路模块来实现，比如STE5008短信收发模块。
作为一种实施方式，所述第一处理器还与第一报警模块相连。
所述第二处理器还与第二报警模块相连。
其中，第一报警模块和第二报警模块均可采用声光报警器来实现。
作为一种实施方式，所述第一处理器还与云端服务器相连，所述云端服务器与移动监控终端相连。
本实施例利用相互通信的LoRa无线通信接收电路与LoRa无线通信发送电路，实现剑杆织机信号输出板输出的故障信号的长距离且强抗干扰传输，进而保障了故障信号传输的准确性，能够将剑杆织机信号输出板输出的故障信号直观地显示在显示模块上，方便维护人员及时处理故障；相比人工巡检，本发明能更加高效便捷实时的获取设备的故障信息，可减轻维护人员劳动强度，节约人力成本，可靠性高，提高生产效率；采用LoRa无线通信方案很好的避免了现有设计中安装布线、通信距离近以及成本高等问题，除此之外，本实用新型还具有功耗低、传输距离远、信号穿透力好、抗干扰能力强等优点，具有广泛的应用前景。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
