[发明专利]一种应用于纵向钢卷位移监测装置及方法

说明书

本发明公开了一种应用于纵向钢卷位移监测装置及方法，装置包括控制模块和机械结构，所述控制模块包括MSP430单片机、三个位移传感器、GPRS模块以及外围模拟电子线路，所述机械结构包括插入装置、三向凸轮自锁装置、底座装置和位移测量装置。所述MSP430单片机通过其内部SD16_A模数模块将三个位移传感器采集到的信号转换成位移量，然后将数据通过GPRS模块发送到手机；所述三条水银柱配合三个位移传感器可以采集信号，本发明利用三向凸轮机构，固定在钢卷内壁，随着钢卷的位移，实现对位移变化精确测量，该装置成本低、功耗低、测量精度高、安全可靠，采用该装置对钢卷行业安全、高效率运行起着重要的作用，其成本低特性可适应市场的极大推广。

技术领域

本发明涉及一种应用于纵向钢卷位移监测装置及方法，属于位移监测技术领域。

背景技术

钢卷位移实时监测目的是判断钢卷是否发生位移，保证存放、运输过程的安全；钢铁行业一直是我国一个特色产业，在国民经济中占据很大比重，其中大型钢卷是一个重要的产品，产品广泛应用于医药、化工、环保、粮油、饲料、建材等行业，成为一个必不可少的建材。由于钢卷的体积一般很大，而且钢卷一般都不容易被固定，无论是在厂房存放，还是在运输的过程中都十分容易滚动，可能造成财产损失，以及生命危险。

目前对钢卷的位移监测，一般是人工目视判断或者人工测量，人工测量显然是不准确，一是微小的位移肉眼识别不了，必然会埋下安全隐患；二是不能做到远程实时监测，浪费大量的人力物力，智能化程度低，效率低。本设计是利用超低功耗的MSP430单片机，通过位移传感器实时采集数据，配合GPRS模块，实现对钢卷位移的实时采集，降低成本，提高精度，保证实时性、可靠性。

发明内容

针对以上方法存在的不足，本发明提出了一种成本较低且便于使用的纵向钢卷位移监测装及方法，其能够实现对钢卷位移的实时采集，可适应市场的极大推广。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是。

一种应用于纵向钢卷位移监测装置及方法，包括主控电路和机械结构，所述主控电路包括电源模块、控制模块、信号采集电路、GPRS模块、电量检测模块、单片机唤醒模块；所述机械结构包括插入装置、三向凸轮自锁装置、底座装置和位移测量装置，位移测量装置里面放主控电路和三条水银柱；电源模块给系统供电，信号采集电路将电阻应变片采集到的电压信号传输给单片机，单片机内部的SD16_A模块将此模拟电压信号转换成数字信号，单片机再将转换得到的数据通过GPRS模块发送到手机端，电量检测模块可以检测电源模块的电量，当电量不足时，以便及时提醒工作人员更换电池，唤醒模块与信号采集电路并联，单片机处于睡眠状态时，唤醒模块可以唤醒单片机，使其工作。

进一步的，所述的电源模块采用3.7V和12V的电池组，其中3.7V的电池组经过芯片U1转换成3.3V电压给单片机供电，U1采用稳压芯片LM1117，12V的电池组经过芯片U4转换成5V电压给GPRS使用，芯片U5采用稳压芯片7805，芯片U1的第三引脚通过按键S1接3.7V电源且通过电容C1、C3接地，芯片U1的第一引脚接地，芯片U1的第二、第四引脚经过转换得到3.3V电源，且通过电容C2、C4接地；芯片U4的第三引脚通过按键S2接12 V电源且与电容C18的一端相接，电容C18的另一端接于三极管Q1的第二引脚，芯片U4的第二引脚也接于Q1的第二引脚，芯片U4的第一引脚经过转换得到5V电源，5V电源通过电容C20接于Q1的第二引脚，三极管Q1的第一引脚通过电阻R19接芯片U3的第58引脚，三极管Q1的第三引脚接地。

进一步的，所述的控制模块包括芯片U3及其外围电路，芯片U3采用MSP430FG477单片机，芯片U3第八、第九引脚之间接晶振Y1，芯片U3的第六十引脚通过电容C17接地，芯片U3的第一、第五十二、第八十引脚接3.3V电压，同时经电容C19接地，芯片U3的第七十、七十一、七十二、七十三、七十四引脚分别接下载口P1的第一、第二、第三、第四、第五引脚，下载口P1的第六、第七分别接3.3V电源和地，芯片U3的第七、第五十三、第七十八、第七十九引脚接地。