基于LoRa的纺织车间监测系统研究

发布时间：2020-06-12 19:12

【摘要】：纺织车间生产过程受到多种环境因素的影响,其中以温度和湿度对生产效率的影响最大。温湿度影响纺织材料的强度、回潮率等特性,进而影响产品质量。但目前多数纺织企业的信息化、智能化程度不高,在车间监测方面依旧停留在零散化、被动化的程度上,如依旧采用人工检测温湿度,控制环境温湿度稳定的方式。近年来,物联网技术的发展推动工业生产的革新,促进制造业的智能化升级。本文基于新兴低功耗远距离LoRa无线通信技术,设计一种纺织车间监测系统,实现对纺织车间环境温湿度的实时监测及异常温湿度报警、纺线状态监测及报警、生产工件统计计数等功能。该监测系统可分为监测节点、中继器、LoRa网关和上位机监测平台四部分。监测节点作为终端节点实现对温湿度数据、纺线状态数据和工件计数数据的实时检测,并对异常状态报警。其中选用新型数字式温湿度传感器实现温湿度检测,采用红外检测技术实现对纺线状态检测和生产产品计数。采用星型网络拓扑结构,设计LoRa通信网络,实现检测数据的实时上传。根据LoRa通信协议,并结合应用需求,设计了LoRa数据帧格式。基于纺织车间范围广的特点,设计中继器可同时进行上行和下行通信,提升网络通信效率。LoRa网关接收LoRa网络上传的数据,经过数据转换后传输给上位机监测平台。上位机监测平台直观显示各种数据,并具有数据可视化功能,以图表等多种方式多样化显示,且具有远程设置节点的功能。针对LoRa数据碰撞问题,从LoRa编码机制入手提出针对去同步LoRa碰撞数据的恢复算法,有效改善LoRa网络的吞吐量、延时和能耗。经系统功能和通信性能两方面实验验证,所设计的纺织车间监测系统,数据采集精度高,报警实时准确,通信网络高效可靠,系统整体功能完整且可扩展性强,为提升纺织车间生产智能化水平提供行而有效的解决方案。图[70]表[13]参[51]
【图文】：

实物,主机

图 3-4 HTU21D 实物图 Fig.3-4 HTU21D real productD 与 MCU 之间通过 IIC 接口实现通信。作方式：主机模式或非主机模式。在主机锁（由传感器进行控制）；在非主机模式线仍然保持开放状态，仍可执行其他通信，所传输数据第二个字节 SDA 上的后两（‘0’：温度；‘1’：湿度）。湿度 12 位和温度 14 位。SDA 的输出数（MSB）在前，低字节（LSB）在后。每需将状态位置 0。示例数据格式如图 3-5

实物,红外对管,纺织生产

测系统硬件设计和纺线状态监测功能。断的非常长的布匹，而是经过裁剪形成红外收发电路来实现对设备所产出的布匹通过红外光电二极管即可实现。由一对红路被称为红外对管。但普通的红外对管发左右，而实际的纺织生产设备多在数米至管发射与接收电路并不适合生产需求，，需。
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP391.44;TN929.5;TS108.6

【参考文献】