[发明专利]基于ZigBee网络的嵌入式模具保护系统及其方法

权利要求书

1.一种基于ZigBee网络的嵌入式模具保护系统，其特征在于：所述模具保护系统包括：

协调器，用以负责ZigBee网络的建立、维护、子节点的加入、数据的收集以及与上位机之间的通讯；

路由器节点，用于负责数据路由，确保主节点与带有无线收发功能的嵌入式模具保护器之间正确的数据交换；

带有无线收发功能的嵌入式模具保护器，用以提供注塑机模具状态信息；

上位机，用于显示系统中各终端节点的实时状态；

其中，所述带有无线收发功能的嵌入式模具保护器包括：

数据无线收发模块，用以实现状态信息的无线收发功能，使单个模具保护器成为ZigBee网络中的终端节点；

图像采集模块，包括一个红外摄像头、一个红外光源和两个磁性座；

数据处理模块，用以进行图像数据处理，进行异常检测；

人机交互模块，包括液晶显示器和电容式触摸板，用以设置系统参数和显示当前节点监控情况；

I/O信号转接板，用以根据检测结果控制注塑机动作。

2.如权利要求1所述的基于ZigBee网络的嵌入式模具保护系统，其特征在于：所述的传感器节点中电源模块采用可选的干电池和外部电源两种供电方式。

3.如权利要求1或2所述的基于ZigBee网络的嵌入式模具保护系统，其特征在于：所述数据无线收发模块由MSP430微处理器、射频收发器CC2520以及节点收发功率放大器CC2591组成。

4.如权利要求1或2所述的基于ZigBee网络的嵌入式模具保护系统，其特征在于：所述的人机交互模块包括独立的液晶显示屏和电容式触摸板两部分，分别通过VGA接口和232串口与主控板相连。

5.如权利要求1或2所述的基于ZigBee网络的嵌入式模具保护系统，其特征在于：所述的I/O转接板中输入信号带光电隔离功能，输出信号通过继电器隔离。

6.一种用如权利要求1所述的基于ZigBee网络的嵌入式模具保护系统实现的模具保护方法，其特征在于：所述模具保护方法包括以下步骤：

A:模具保护器根据注塑机工艺流程监控模具安全，具体如下：

A1:模具保护器在注塑成型后对模腔进行异常检测，过程如下：

A11:确认注塑机安全门是否关闭，等待注塑机开模到位信号；

A12:使用红外相机对产品成型后的模腔拍摄图像，与基准图像对比判断是否存在图像偏移，若存在则进行位置补偿；

A13:将拍摄到的图像与当前场景下的背景模型进行比较，判断是否存在缺陷产品及是否存在定模粘膜等异常情况。若正常，则使能允许顶针的I/O信号，并更新背景模型；若异常，则不使能该I/O信号，且在液晶屏上圈出异常区域；A2:模具保护器在动模落料后对模腔进行异常检测，过程如下：

A21:确认注塑机安全门是否关闭，等待注塑机顶针完成信号；

A22:使用红外相机对产品落料的模腔拍摄图像，与基准图像对比判断是否存在图像偏移，若存在则进行位置补偿；

A23:将拍摄到的图像与当前场景下的背景模型进行比较，判断是否存在落料未完成等异常情况。若正常，则使能允许合模I/O信号，并更新背景模型；若异常，则不使能该I/O信号,且在液晶屏上圈出异常区域；

B:模具保护器采样当前检测状态，打包数据，并将其经最优路径发送至协调器；

C:协调器将数据包经232/485发送至上位机；

D:上位机根据汇集各个模具保护器的状态信息，更新整个网络的监控状态。