基本信息
- 項目名稱：
- 無線應答式產線物料呼叫系統(tǒng)
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 現(xiàn)代化的生產過程，各個部門的具體協(xié)作非常重要，需要采用合理有效的通信方式使生產線和庫房能夠相互協(xié)作，以便及時解決生產線物料供應、成品入庫等問題，從而提高企業(yè)生產效率。本文針對這一特定的應用需求，在對ZigBee技術進行廣泛深入的分析和研究基礎上，對系統(tǒng)結構進行了詳細設計，并成功開發(fā)了整套系統(tǒng)。
- 詳細介紹：
- (1)介紹了ZigBee技術相關概念、應用前景和研究現(xiàn)狀、體系結構、優(yōu)缺點以及網(wǎng)絡拓撲、設備類型、ZigBee網(wǎng)絡的基本框架、功能、特點等內容。 (2)分析了ZigBee設備組成結構及硬件設計思路。在具體介紹C8051F34x處理器模塊、電源模塊、時鐘模塊、開關電路以及各個接口模塊的基礎上給出了硬件設計的整體方案及硬件原理圖。 (3)設計并制作了終端節(jié)點，在C8051F34x的處理器上移植了uCOS-II操作系統(tǒng)，設計并編寫多任務的應用程序，在服務器端開發(fā)了系統(tǒng)的管理和控制軟件，組建基于ZigBee技術的無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并對實驗結果進行分析。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 在大型現(xiàn)代化生產企業(yè)中，原材料、生產庫房和車間生產線之間距離比較遠，需要采用合理有效的通信方式使生產線和庫房能夠相互協(xié)作，以便及時解決生產線供應、成品入庫等問題，從而提高企業(yè)生產效率。生產線有其特有的工作環(huán)境，考慮到不適宜布設有線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡、工作現(xiàn)場電磁干擾嚴重以及生產車間信息交換點分布相對分散、總體數(shù)量多等特定條件，如果采用ZigBee技術構建傳輸網(wǎng)絡，能夠在任何時間、任何地點有效的獲取和發(fā)送數(shù)據(jù)，特別適合于生產線物料管理。本作品的基本思路是：根據(jù)實際工業(yè)生產線情況合理設置終端節(jié)點，采用星型拓撲結構，整個生產線物料管理呼叫系統(tǒng)由ZigBee中心節(jié)點（協(xié)調器）和若干個能擴展多路輸入輸出信號的ZigBee終端節(jié)點組成一個無線網(wǎng)絡，用于信息交換和傳輸。其創(chuàng)新點為：①ZigBee技術首次應用于工業(yè)現(xiàn)場生產線物料管理；②采用應答機制確保通訊鏈路的可靠性；③采用多端點信號傳輸方法防碰撞。主要技術指標：1、工作頻段：2.4G；2、通信距離（點與點之間）：>100米；3、通訊點模塊具有中繼功能；4、最大點數(shù)：300點。
科學性、先進性
- ZigBee技術，是近年來被人們普遍重視的一項技術，它的發(fā)展得益于工業(yè)現(xiàn)場自動化控制，利用其高可靠性，低功耗，布設方便簡單的優(yōu)勢，滲透到數(shù)據(jù)傳輸率不大的各種應用場合，譬如，物流管理，物業(yè)管理，工業(yè)現(xiàn)場的控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。本次應用是將ZigBee技術用于生產線物料管理，就生產線物料管理系統(tǒng)而言，一種方法是采用功能齊全的高端設備，其本身在設計安裝時就具有與管理系統(tǒng)ERM無縫連接的功能,另一類就是由普通設備堆積在一起的相對獨立的中低端生產線設備，該類生產線在我國占有很大的比例，隨著生產效率的提高，對其進行信息化改造已成當務之急，就現(xiàn)階段來說，一種低成本，易安裝，企業(yè)能夠承受的高可靠性的生產線設備聯(lián)網(wǎng)方案還未見報告（事實上，本設計也是受某企業(yè)委托并在價格上得到認可的）。本設計探索了一種對生產線物料管理進行信息化、智能化升級改造的可行方案，在一定程度上提高了企業(yè)的管理水平，促進了企業(yè)生產效率。
獲獎情況及鑒定結果
- 2010年 獲得校級“挑戰(zhàn)杯”一等獎； 2011年 獲得省級“挑戰(zhàn)杯”二等獎。
作品所處階段
- 中試階段
技術轉讓方式
- 轉讓
作品可展示的形式
- 實物，產品現(xiàn)場演示，圖片，樣品
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 該作品使用說明如下：1、安裝服務器端軟件；2、插入作為ZigBee服務器的協(xié)調器模塊；3、對生產線模塊定義、命名；4、根據(jù)使用要求接入開關量；5、連接指示燈到模塊的繼電器接口；6、打開服務器軟件；7、將生產線模塊狀態(tài)開關打在初始化位置，模式開關打在試驗位置，待模塊發(fā)出“滴、滴”兩聲后，表示網(wǎng)絡復位成功，將開關撥在正常位置，模塊應能發(fā)出間隔為1秒的滴、滴聲，至此，表示模塊和服務器通訊正常，此時，將模式開關打在工作位置，系統(tǒng)進入工作狀態(tài)，用以上相同的方法，安裝其它模塊。系統(tǒng)在正常工作時，服務器每隔5秒要對加入網(wǎng)絡的點進行巡查，若通訊異常，便提醒工作人員及時處理。該作品具有廣泛的適應性，除產線外，可適用于超遠距離遙控（最大明視距離6公里），中小型醫(yī)院免布線呼叫系統(tǒng)改造，物流管理，校園多媒體設備遠距離控制，教室燈光控制，現(xiàn)有路燈控制等等。由于ZigBee技術處在起步階段，由此技術帶來的產品市場不可估量。
同類課題研究水平概述
- ZigBee作為一種近年來趨于成熟技術，無論是國外還是國內，發(fā)展都比較迅速。這得益于它的低成本、低功耗、高可靠、易組網(wǎng)應用于工業(yè)制造，農業(yè)生產、物流、家用電器控制等人們日常生活的方方面面，就國外應用來說，主要應用于電力行業(yè)特別是傳感器制造，嵌入ZigBee協(xié)議芯片的智能傳感器在引進成套設備中隨處可見，為了拓展應用，基于ZigBee協(xié)議的芯片正在向更遠的傳輸距離，更低的電源消耗的方向發(fā)展，美國digi公司的Xbee Pro Serie2系列，以明視通信距離1.6KM，發(fā)送信號電源消耗僅60MA@3.3V的性能，獲得了業(yè)界的認可，成為遠距離PAN的首選。國內的ZigBee的應用當前只能算是起步階段，其概念推廣遠大于實際應用，具有自主知識產權的基于ZigBee協(xié)議的傳感器產品在我國還沒有形成相關的品牌，但也看到，隨著技術的進步，各相關公司都在努力的研發(fā)相應產品，為占領這一塊市場而奮斗。本設計在生產現(xiàn)場的應用，可以用極低的成本，使原來老設備具有一定的信息化功能，為適應當前信息化管理，提高生產效率提供了一種解決方案。 生產線的信息化、智能化改造，是我國在近一段時間普遍面臨的問題，也是基本國情所在，解決此問題可有各種思路，但作為企業(yè)來說，應該采用一種成本低廉、性能可靠的解決方案。本作品在解決方案中，采用digi公司的Xbee Pro 模塊組成 PAN網(wǎng)絡，用C8051F340微控制器控制Xbee Pro 模塊進行數(shù)據(jù)傳輸，移植uCOS-II嵌入式操作系統(tǒng)作為軟件的系統(tǒng)平臺，并編寫相關控制程序，使系統(tǒng)具有良好的實時性，可實現(xiàn)多任務處理，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，較好地滿足了用戶的需求。
