一種用于鋼鐵連鑄設(shè)備智能維護(hù)的嵌入式網(wǎng)關(guān)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于鋼鐵連鑄設(shè)備智能維護(hù)的嵌入式網(wǎng)關(guān)，該嵌入式網(wǎng)關(guān)設(shè)置于鋼鐵連鑄設(shè)備運(yùn)維數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)內(nèi)，嵌入式網(wǎng)關(guān)包括微處理器以及與該微處理器連接的Sink節(jié)點(diǎn)模塊、CAN接口電路和GPRS模塊，CAN接口電路均與鋼鐵連鑄設(shè)備運(yùn)維數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳感器連接，Sink節(jié)點(diǎn)模塊通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的終端節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)與數(shù)據(jù)傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，所述的GPRS模塊通過(guò)路由器與服務(wù)器及客戶端連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明無(wú)須人工干預(yù)，實(shí)現(xiàn)鋼鐵連鑄設(shè)備運(yùn)維數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳，數(shù)據(jù)集中處理與保存；數(shù)據(jù)保存時(shí)間長(zhǎng)，存儲(chǔ)安全；提高信息處理效率；實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制，實(shí)時(shí)性高；無(wú)線方式傳輸數(shù)據(jù)，避免有線線纜對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)造成障礙。
【專利說(shuō)明】一種用于鋼鐵連鑄設(shè)備智能維護(hù)的嵌入式網(wǎng)關(guān)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于鋼鐵連鑄設(shè)備的智能維護(hù)設(shè)備，尤其是涉及一種用于鋼鐵連 鑄設(shè)備智能維護(hù)的嵌入式網(wǎng)關(guān)。

【背景技術(shù)】
[0002] 鋼鐵行業(yè)是我國(guó)的基礎(chǔ)工業(yè)，連鑄設(shè)備服務(wù)技術(shù)是鋼鐵行業(yè)重點(diǎn)發(fā)展業(yè)務(wù)。隨著 連鑄線/設(shè)備產(chǎn)品業(yè)務(wù)量迅速擴(kuò)張，為了更好地為鋼鐵企業(yè)提供設(shè)備生產(chǎn)和維護(hù)服務(wù)，企 業(yè)急需利用高新技術(shù)和先進(jìn)適用技術(shù)對(duì)鋼鐵連鑄線進(jìn)行技術(shù)改造和升級(jí)，將鋼鐵連鑄設(shè)備 的使用、維修及管理緊密地結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)連鑄設(shè)備關(guān)鍵零部件的現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)參數(shù)采集與監(jiān) 測(cè)，從而優(yōu)化鋼鐵連鑄生產(chǎn)線的維護(hù)、檢修流程，提高設(shè)備的使用壽命，降低生產(chǎn)成本。
[0003] 目前，國(guó)內(nèi)針對(duì)制造業(yè)的維修、維護(hù)和大修（簡(jiǎn)稱MR0)系統(tǒng)已經(jīng)取得一定的成果。 但是，由于鋼鐵企業(yè)中生產(chǎn)環(huán)境非常惡劣，鋼鐵連鑄生產(chǎn)線設(shè)備結(jié)構(gòu)相對(duì)的比較復(fù)雜，目前 還沒(méi)有比較好的有效的通信機(jī)制和方法?，F(xiàn)有鋼鐵企業(yè)的鋼鐵連鑄設(shè)備運(yùn)維數(shù)據(jù)基本上是 靠人工輸入的，不僅效率低，而且很容易產(chǎn)生錯(cuò)誤。鋼鐵連鑄設(shè)備的運(yùn)維數(shù)據(jù)與企業(yè)信息化 系統(tǒng)之間無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效的信息集成，鋼鐵連鑄MRO管理平臺(tái)不能自動(dòng)、實(shí)時(shí)、非常詳細(xì)地獲 取鋼鐵連鑄設(shè)備生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)，從而影響整個(gè)鋼鐵連鑄設(shè)備MRO管理系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種用于鋼鐵連鑄 設(shè)備智能維護(hù)的嵌入式網(wǎng)關(guān)。
[0005] 本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0006] -種用于鋼鐵連鑄設(shè)備智能維護(hù)的嵌入式網(wǎng)關(guān)，該嵌入式網(wǎng)關(guān)設(shè)置于鋼鐵連鑄設(shè) 備運(yùn)維數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)內(nèi)，用于運(yùn)維數(shù)據(jù)的采集，所述的嵌入式網(wǎng)關(guān)包括微處理器以及與該 微處理器連接的Sink節(jié)點(diǎn)模塊、CAN接口電路和GPRS模塊，所述的CAN接口電路均與鋼鐵 連鑄設(shè)備運(yùn)維數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳感器連接，所述的Sink節(jié)點(diǎn)模塊通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng) 絡(luò)的終端節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)與數(shù)據(jù)傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，所述的GPRS模塊通過(guò)路由器與服務(wù) 器及客戶端連接。
[0007] 所述的Sink節(jié)點(diǎn)模塊通過(guò)Zigbee協(xié)議與無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳感器進(jìn)行數(shù) 據(jù)交互。
[0008] 所述的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)包括傳感器終端節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)，其采用的路 由算法為量子蟻群路由算法。
[0009] 所述的CAN接口電路通過(guò)CAN-bus協(xié)議與數(shù)據(jù)傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
[0010] 數(shù)據(jù)交互的格式為：報(bào)頭+數(shù)據(jù)+校驗(yàn)位,其中報(bào)頭占6位，表示數(shù)據(jù)傳感器地址； 數(shù)據(jù)占8位，用于存放采集的數(shù)據(jù)；校驗(yàn)位占2位，用來(lái)校驗(yàn)數(shù)據(jù)是否正確傳送。
[0011] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明無(wú)須人工干預(yù)，實(shí)現(xiàn)鋼鐵連鑄設(shè)備運(yùn)維數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳， 數(shù)據(jù)集中處理與保存；數(shù)據(jù)保存時(shí)間長(zhǎng)，存儲(chǔ)安全；提高信息處理效率；實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和控 制，實(shí)時(shí)性高；無(wú)線方式傳輸數(shù)據(jù)，避免有線線纜對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)造成障礙。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖2為應(yīng)用本發(fā)明的鋼鐵連鑄設(shè)備運(yùn)維數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的整體框架圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0015] 實(shí)施例
[0016] 如圖1所示，一種用于鋼鐵連鑄設(shè)備智能維護(hù)的嵌入式網(wǎng)關(guān)，包括微處理器1以 及與該微處理器1連接的Sink節(jié)點(diǎn)模塊2、CAN接口電路3和GPRS模塊4。該嵌入式網(wǎng)關(guān) 設(shè)置于鋼鐵連鑄設(shè)備運(yùn)維數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)內(nèi)，用于運(yùn)維數(shù)據(jù)的采集，其整體構(gòu)架如圖2所示， Sink節(jié)點(diǎn)模塊2通過(guò)Zigbee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)5的數(shù)據(jù)傳感器連接，CAN接口 電路3通過(guò)CAN總線與數(shù)據(jù)傳感器連接，GPRS模塊通過(guò)路由器8與服務(wù)器6及客戶端7連 接。
[0017] 該嵌入式網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)了多種通信協(xié)議的整合：涵蓋ZigBee協(xié)議、CAN-bus協(xié)議、GPRS 協(xié)議、TCP/IP協(xié)議，從而使協(xié)議不同的網(wǎng)絡(luò)互連。由于嵌入式網(wǎng)關(guān)集成Sink節(jié)點(diǎn)模塊從而 支持ZigBee協(xié)議，集成CAN接口電路從而支持CAN-bus協(xié)議，集成GPRS模塊從而支持遠(yuǎn)程 傳送和互聯(lián)網(wǎng)的接入。
[0018] 為了使數(shù)據(jù)能夠在不同協(xié)議之間傳送，數(shù)據(jù)交互的格式采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)格式，具 體為報(bào)頭+數(shù)據(jù)+校驗(yàn)位。其中，報(bào)頭占6位，表示傳感器地址；數(shù)據(jù)占8位，用來(lái)存放采集 的數(shù)據(jù)；校驗(yàn)位占2位，用來(lái)校驗(yàn)數(shù)據(jù)是否正確傳送。
[0019] 在整個(gè)系統(tǒng)中，對(duì)傳統(tǒng)的蟻群算法進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的算法為量子蟻群路由算法 (Quantum-inspired Ant-Based Routing, QABR)，它擁有快速收斂和尋找全局最優(yōu)解的特 性。將QABR算法應(yīng)用到無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議中，可以使無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)快速找到最 優(yōu)路徑，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期。QABR的改進(jìn)思想主要有兩點(diǎn)：
[0020] -是用量子比特來(lái)表示信息素。量子比特是量子計(jì)算中的基本信息單元，一個(gè)量 子為可以表示為〇狀態(tài)、1狀態(tài)、以及〇和1之間的任意疊加態(tài)。用I a I2表示量子比特為 〇的概率，I β 12表示量子比特為1的概率，貝IJ I a i 12+1 β i 12 = 1。設(shè)種群大小為η，其信息 素用量子位表示為P = (PpPy "·，Ρη)，Ρ』υ = 1，2，···，!!）是有m個(gè)量子位的個(gè)體j的概 率幅，如下所示：

【權(quán)利要求】
1. 一種用于鋼鐵連鑄設(shè)備智能維護(hù)的嵌入式網(wǎng)關(guān)，該嵌入式網(wǎng)關(guān)設(shè)置于鋼鐵連鑄設(shè)備 運(yùn)維數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)內(nèi)，用于運(yùn)維數(shù)據(jù)的采集，其特征在于，所述的嵌入式網(wǎng)關(guān)包括微處理器 以及與該微處理器連接的Sink節(jié)點(diǎn)模塊、CAN接口電路和GPRS模塊，所述的CAN接口電路 均與鋼鐵連鑄設(shè)備運(yùn)維數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳感器連接，所述的Sink節(jié)點(diǎn)模塊通過(guò)無(wú)線 傳感器網(wǎng)絡(luò)的終端節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)與數(shù)據(jù)傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，所述的GPRS模塊通過(guò)路由 器與服務(wù)器及客戶端連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鋼鐵連鑄設(shè)備智能維護(hù)的嵌入式網(wǎng)關(guān)，其特征在 于，所述的Sink節(jié)點(diǎn)模塊通過(guò)Zigbee協(xié)議與無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)交 互。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于鋼鐵連鑄設(shè)備智能維護(hù)的嵌入式網(wǎng)關(guān)，其特征在 于，所述的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)包括傳感器終端節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)，其采用的路由算法 為量子蟻群路由算法。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鋼鐵連鑄設(shè)備智能維護(hù)的嵌入式網(wǎng)關(guān)，其特征在 于，所述的CAN接口電路通過(guò)CAN-bus協(xié)議與數(shù)據(jù)傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鋼鐵連鑄設(shè)備智能維護(hù)的嵌入式網(wǎng)關(guān)，其特征在 于，數(shù)據(jù)交互的格式為：報(bào)頭+數(shù)據(jù)+校驗(yàn)位，其中報(bào)頭占6位，表示數(shù)據(jù)傳感器地址；數(shù)據(jù) 占8位，用于存放采集的數(shù)據(jù)；校驗(yàn)位占2位，用來(lái)校驗(yàn)數(shù)據(jù)是否正確傳送。
【文檔編號(hào)】H04W88/16GK104349515SQ201310320630
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月26日
【發(fā)明者】劉敏, 蔣昊, 章鋒, 周卓 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)