[发明专利]面向切削过程监控的无线数据采集系统

摘要

面向切削过程监控的无线数据采集系统，它属于属于机床状态监控技术领域。它是为了克服传统有线式传感系统的安装不便、不能贴近加工位置获取物理参数等缺点。它的无线数据采集节点中模拟信号调理与采集模块的多路信号输入端连接有第二传感器、第三传感器和多个第一传感器，无线数据采集节点的第一微型天线通过无线高频载波信号与数据汇聚节点的外置天线数据连通，数据汇聚节点的接口保护模块与中心控制计算机数据信号连通。所述无线数据采集节点和第二传感器、第三传感器和多个第一传感器都镶嵌在旋转刀具内部。本发明实现了贴近切削加工位置的旋转刀具中的多物理参数传感器数据的采集与无线传输，该数据采集和传输过程具有高数据吞吐率的特征。

主权项

面向切削过程监控的无线数据采集系统，其特征在于它是由无线数据采集节点（1）、数据汇聚节点（2）、中心控制计算机（3）组成；所述无线数据采集节点（1）由模拟信号调理与采集模块（1‑1）、第一微控制器（1‑2）、第一射频收发模块（1‑3）、第一巴伦模块（1‑4）、第一微型天线（1‑5）、第一电源管理模块（1‑6）组成；模拟信号调理与采集模块（1‑1）的多路信号输入端连接有第二传感器（E2）、第三传感器（E3）和多个第一传感器（E1）；模拟信号调理与采集模块（1‑1）的多路数字信号输出端都分别与第一微控制器（1‑2）的多路数字信号输入端连接，第一微控制器（1‑2）的数据输出输入端与第一射频收发模块（1‑3）的数据输入输出端连接，第一射频收发模块（1‑3）的高频载波信号输出输入端通过第一巴伦模块（1‑4）与第一微型天线（1‑5）连接，第一电源管理模块（1‑6）的电源输出端分别与模拟信号调理与采集模块（1‑1）的电源输入端、微控制器（1‑2）的电源输入端、第一射频收发模块（1‑3）的电源输入端连接；所述数据汇聚节点（2）由外置天线（2‑1）、射频前端模块（2‑2）、第二巴伦模块（2‑3）、第二射频收发模块（2‑4）、第二微控制器（2‑5）、串行通信接口模块（2‑6）、接口保护模块（2‑7）、第二电源管理模块（2‑8）组成；所述射频前端模块（2‑2）由第一单刀双掷射频开关（2‑2‑1）、功率放大器（2‑2‑2）、低噪声放大器（2‑2‑3）、射频滤波器（2‑2‑4）、第二单刀双掷射频开关（2‑2‑5）组成；第一单刀双掷射频开关（2‑2‑1）的一个不动端通过功率放大器（2‑2‑2）与第二单刀双掷射频开关（2‑2‑5）的一个不动端连接，第一单刀双掷射频开关（2‑2‑1）的另一个不动端通过低噪声放大器（2‑2‑3）、射频滤波器（2‑2‑4）与第二单刀双掷射频开关（2‑2‑5）的另一个不动端连接；外置天线（2‑1）的高频载波信号输出输入端与第二单刀双掷射频开关（2‑2‑5）的动端连接；第一单刀双掷射频开关（2‑2‑1）的动端通过第二巴伦模块（2‑3）与第二射频收发模块（2‑4）的高频载波信号输出输入连接，第二射频收发模块（2‑4）的数据输入输出端与第二微控制器（2‑5）的数据输入输出端连接，第二微控制器（2‑5）串行数据输出输入端通过串行通信接口模块（2‑6）、接口保护模块（2‑7）与中心控制计算机（3）数据信号连通；第一单刀双掷射频开关（2‑2‑1）的控制端、第二单刀双掷射频开关（2‑2‑5）的控制端与第二微控制器（2‑5）的控制输出端连接；第二电源管理模块（2‑8）的电源输出端分别与射频前端模块（2‑2）的电源输入端、第二射频收发模块（2‑4）的电源输入端、第二微控制器（2‑5）的电源输入端、串行通信接口模块（2‑6）的电源输入端、接口保护模块（2‑7）的电源输入端连接；无线数据采集节点（1）的第一微型天线（1‑5）通过无线高频载波信号与数据汇聚节点（2）的外置天线（2‑1）数据连通。