一种基于无线激光通信的智能生产线信息传输系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于无线激光通信的智能生产线信息传输系统，包括：生产流水线单元，其包括各类生产设备；传感器单元，包括：设置在设备上的传感器，用于监测生产线中的各设备的工作参数；控制器单元，用于控制生产流水线单元中各设备的运行和获取传感器单元数据；第一无线激光传输单元，包括第一无线激光收发模块和第一光电转换模块，无线激光传输模块与控制器单元连接；第二无线激光传输单元，包括第二无线激光收发模块和第二光电转换模块；智能计算与控制中心单元，用于数据分析并作出控制指令。本发明专利技术解决了当前智能生产线采用无线电通信手段所造成的信息传输速率低、带宽小、易受干扰、安全性差等问题，同时可降低系统组网成本。

An information transmission system of intelligent production line based on wireless laser communication

【技术实现步骤摘要】
一种基于无线激光通信的智能生产线信息传输系统
本专利技术涉及智能制造领域，尤其涉及一种基于无线激光通信的智能生产线信息传输系统。
技术介绍
智能生产线系统是通过信息收集、传输、计算、控制等手段对生产活动进行监测和控制，保证生产线能够根据任务计划的变动而随时调整。随着“中国制造2025”的逐步发展，以“万物互联环境下的智能生产”为代表的全新的生产方式成了工业发展的必然趋势。信息物理系统CPS(CyberPhysicalSystem)通过人机交互接口实现和物理进程的交互，使得生产线中设备的状态与网络互联，并可通过信息的整合和计算后，对物理实体进行实时控制。这就要求生产线适应个性化定制的需求，具有智能、可重构的柔性生产能力，所交互的信息也由规模化生产的少量数据拓展为网络化大数据、音频、视频等海量数据，从而产生了爆炸性的生产数据，要求大幅提高数据传输的容量、速率、实时性和安全性。在智能工厂中，与生产相关的数据需要实时进行传输和运算，并且再将分析或预测的结果反馈至设备中，从而达到控制的目的。由此可见，信息的传输技术在生产的各个环节均承担重要的角色。现有的无线电信息传输系统主要以WiFi、RFID、蓝牙等方式为主，通过现有的网络协议进行数据信息的传输，当数据信息交换站接收上述信息后，再将其传输到控制与计算中心进行处理，进而对生产线进行反馈和控制。但是这样的无线电信息传输方式必须依赖于一个全面覆盖的无线电网络，并且传输的容量、速率、稳定性和安全性极大依赖于无线电网络的性能条件。目前的无线电信息传输方式带宽有限，信息传递速率有限，无法实时传输大量的网络数据(包括图像、视频、音频等)，而且易受干扰，安全性较差，这些都使得无法真正实现“智能工厂”。为了能够适应新一代智能工厂的需求，目前正在开发高可靠、高容量、高速率、高质量的支持IPv6(Internetprotocolversion6)的高速工业交换机、高速工业无线电路由器/中继器、工业级低功耗远距/近场通讯设备、快速自组网工业无线电通讯设备、工业协议转换器/网关、工业通讯一致性检测设备等工业无线电通信网络基础设备，构建面向智能制造的高速、安全可靠的工业无线电通信网络。但在海量大数据实时传输时，这些比较前沿的无线电传输系统也仍然存在信息实时传输容量不足、速率不够、抗干扰能力较弱、安全性较差等问题。
技术实现思路
本专利技术通过提供一种基于无线激光通信的智能生产线信息传输系统，解决了当前无线电通信方式中信息传输带宽小、速率低、易受干扰、信息安全性差的问题。本专利技术解决上述技术问题所采取的技术方案如下：一种基于无线激光通信的智能生产线信息传输系统，包括：生产流水线单元，其包括各类生产设备；传感器单元，包括：设置在设备上的传感器，用于监测生产线中的各设备的工作参数；控制器单元，用于控制所述生产流水线单元中各设备的运行和获取传感器单元数据；第一无线激光传输单元，包括第一无线激光收发模块和第一光电转换模块，所述无线激光传输模块与控制器单元连接；第二无线激光传输单元，包括第二激光收发模块和第二光电转换模块；智能计算与控制中心单元，用于数据分析并作出控制指令，所述智能计算与控制中心单元与第二无线激光传输单元连接。更进一步地，所述第一无线激光收发模块和第二无线激光接发模块分别包括无线激光发射器和无线激光接收器，用于实时接收和发射各种工作参数数据和控制命令信息。更进一步地，所述第一无线激光传输单元和第二无线激光传输单元均设置为多个。更进一步地，所述一个第二无线激光传输单元可与多个第一无线激光传输单元进行通信，所述一个第一无线激光传输单元可与多个第二无线激光传输单元进行通信。所述多个第一、第二无线激光传输单元组合可构成无线激光传输网络。更进一步地，所述每个第一无线激光传输单元用于收发来自同一台或某几台的设备数据信息。更进一步地，所述每个第一无线激光传输单元可用于收发多种类型的数据信息。更进一步地，所述第一无线激光传输单元可采用无线激光通信发射器，所述第二无线激光传输单元可采用无线激光数据接收站。或，所述第一无线激光传输单元和所述第二无线激光传输单元也可采用无线激光通信发射器和数据接收器的组合结构。更进一步地，所述工作参数包括：生产流水线单元的工作环境参数，产品加工件状态参数，设备工作状态参数，产品加工件在生产流水线单元中的排队序数中的任一种或几种；所述控制命令包括产品加工信息、加工指令、在线检测指令中的任一种或几种。其中，生产流水线单元的工作环境参数包括温度、湿度、气压等；产品加工件状态参数包括如尺寸、形状、重量、图形等；设备工作状态参数包括正常工作数据和故障信息；产品加工件在生产流水线单元中的排队序数等生产相关信息。更进一步地，所述各类生产设备分别具有生产线中的唯一ID，其ID代表其在生产线中的唯一标识无线激光通信具有通信容量大、速率快、抗干扰能力强、保密性好、结构轻便、设备经济的特点，相对于现有的WiFi、RFID、蓝牙等无线电通信方式，可极大的增大数据传输容量和速率，对多维图像、视频、生产线实时运作情况等数据进行实时传输；增强信息传输的安全性，不易发生截获、盗取等现象，抗干扰能力强，保密性好；无辐射，对人体无有害影响；提高网络转换效率，以现有的光缆通信为基础，实现有线光通信与无线光通信的相互转换，省去了现有光/电能转换环节的设备，提高了数据转换传输的容量和速率，降低了转换成本。值得注意的是本系统并不与原有的WiFi、RFID、蓝牙等无线电信息传输系统相冲突，在原有系统的基础上加装本系统即可实现系统的兼容和升级。附图说明下面结合附图对本专利技术进行详细的描述，以使得本专利技术的上述优点更加明确。图1为本专利技术一种基于无线激光通信的智能生产线信息传输系统的结构示意图；图2为本专利技术一种基于无线激光通信的智能生产线信息传输系统的第一无线激光传输单元结构示意图；图3为本专利技术一种基于无线激光通信的智能生产线信息传输系统的第二无线激光传输单元结构示意图；图4为本专利技术一种采用基于激光通信的智能生产线信息传输系统的一种智能生产线的优选实施方式。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。本专利技术通过将无线激光通信作为传输手段，生产线及其各单元可以直接将与生产相关的各类参数信息通过多频点无线激光链路编码加密后，进行相互间的传输。得益于无线激光通信的上述优势，带有相关生产参数的海量信息(网络化的数据、视频、音频等)，可以在产品、生产线、工厂和客户间的物联网中得到实时、宽频、高效、安全的传输。无线激光通信收发站可通过有线激光通信(光纤)网络组网运行。相关生产的参数信息被无线激光通信收发站传输后，汇总到智能计算和控制中心，通过计算中心对全部数据进行实时计算与评估，再将计算和控制信息结果通过无线或有线激光通信传输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无线激光通信的智能生产线信息传输系统，其特征在于，包括：生产流水线单元，其包括各类生产设备；传感器单元，包括：设置在设备上的传感器，用于监测生产线中的各设备的工作参数；控制器单元，用于控制所述生产流水线单元中各设备的运行和获取传感器单元数据；第一无线激光传输单元，包括第一无线激光收发模块和第一光电转换模块，所述无线激光传输模块与控制器单元连接；第二无线激光传输单元，包括第二无线激光收发模块和第二光电转换模块；智能计算与控制中心单元，用于数据分析并作出控制指令，所述智能计算与控制中心单元与第二无线激光传输单元连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于无线激光通信的智能生产线信息传输系统，其特征在于，包括：生产流水线单元，其包括各类生产设备；传感器单元，包括：设置在设备上的传感器，用于监测生产线中的各设备的工作参数；控制器单元，用于控制所述生产流水线单元中各设备的运行和获取传感器单元数据；第一无线激光传输单元，包括第一无线激光收发模块和第一光电转换模块，所述无线激光传输模块与控制器单元连接；第二无线激光传输单元，包括第二无线激光收发模块和第二光电转换模块；智能计算与控制中心单元，用于数据分析并作出控制指令，所述智能计算与控制中心单元与第二无线激光传输单元连接。2.根据权利要求1所述的基于无线激光通信的智能生产线信息传输系统，其特征在于，所述第一无线激光收发模块和第二无线激光收发模块分别包括无线激光发射器和无线激光接收器，用于实时接收和发射各种工作参数数据和控制命令信息。3.根据权利要求1或2所述的基于无线激光通信的智能生产线信息传输系统，其特征在于所述第一无线激光传输单元和第二无线激光传输单元均设置为多个。多个无线激光传输单元组合可构成无线激光传输网络。4.根据权利要求3所述的基于无线激光通信的智能生产线信息传输系统，其特征在于，所述一个第二无线激光传输单元可与多个第一无线激光传输单元进行通...

【专利技术属性】
技术研发人员：丛聪，郭鹏，
申请(专利权)人：丛聪，
类型：发明
国别省市：北京,11