基于CC1101的多台起重机并行的防过卷报警装置制造方法及图纸

基于CC1101的多台起重机并行的防过卷报警装置，涉及起重机安全领域，包括发射端设备与接收端设备，发射端设备包括微控制器模块、CC1101无线通讯模块、过卷检测模块、太阳能电池模块和电源管理模块，接收端设备包括微控制器模块、CC1101无线通讯模块、过卷处理与报警模块和电源管理模块。接收端通过串口与上位机连接，拥有信道选择模式与工作模式。本发明专利技术与现有技术相比的优点在于:支持多信道传输，且发射端设备能自动选择通讯信道，避免多台设备同时发送信号发生碰撞的风险，发射端设备使用了太阳能供电的方式，提高使用寿命，减少污染，保证工作效率。

【技术实现步骤摘要】
基于CC1101的多台起重机并行的防过卷报警装置
本专利技术属于起重机安全领域，具体涉及基于CC1101的多台起重机并行的防过卷报警装置。
技术介绍
起重机是施工单位中非常重要的运输工具，其安全高效的运行是生产与施工人员生命安全的保证。为了避免起重机事故的频繁发生，政府出台了相关国家标准文件，如《起重机械安全监控管理系统》GB/T28264-2017，其中就提到一点：需要严格监控起重机过卷情况。在起重机进行吊重作业的时候，遇到过卷的情况，需要实时地将过卷信息传递给操作室内，以便工作人员及时进行处理，保证起重机的安全运行。早期起重机过卷报警装置，信号一般通过有线的方式传输到操作室，此方法安装调试困难，成本较高。随着射频技术的不断发展，信号可以通过无线的方式传递给操作室，解决了有线传输的问题，但是在施工单位内，为了保证生产效率，通常需要多台起重机同时工作，若同时发生过卷情况，则会引起信号在空气中发生碰撞，操作室内不能及时接收到报警信号，引起事故发生。起重机防过卷装置发射端内通常需要电池提供电源，工作人员需要定期检查电池供电状态，安装维护较困难，缺乏人性化。
技术实现思路
为了解决上述的技术缺陷，本专利技术的目的是提供基于CC1101的多台起重机并行的防过卷报警装置，此装置采用CC1101无线射频模块来进行过卷信号的传输，解决了传统设备安装布线问题。本专利技术包括信号发射端与信号接收端，当接收端获取发射端发来的过卷信号并确认正确后，做出相应保护措施，启动蜂鸣器，发出警报；本专利技术采用分频方式来解决信号碰撞问题，最多可用信道为256个，接收端设备拥有信道选择模式与工作模式。在信道选择模式下，信道由操作人员通过上位机来进行选择，与此同时，接收端设备会在预设信道中发送一个信道选择信号给发射端，发射端接收到此信号并以此来选择相应信道，有效地解决了发射端设备信道配置的问题，节省人力，提高工作效率；由于太阳能电池的输出电流随光照强度的变化而变化，所以一般不能用太阳能电池给用电系统直接供电，一般需要将太阳能电池的能量先存储在蓄电池中，然后通过电池为系统供电。本专利技术所述的太阳能电池模块在白天为接收端中的锂电池进行充电，锂电池经过稳压后再为设备进行供电。所述的锂电池在夜间为发射端进行供电，这样可以保证设备可以持续运行而不需要频繁更换电池，提高生产效率，对于节约能源、减少污染、减少能源消耗具有重要意义。为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于CC1101的多台起重机并行防过卷报警装置。发射端设备包括了微控制器模块、过卷检测模块、CC1101无线通讯模块、太阳能电池模块和电源管理模块，接收端设备包括了微控制器模块、CC1101无线通讯模块、过卷处理与报警模块和电源管理模块；所述的CC1101无线通讯模块是一款工作在低于1GHz频段的无线射频芯片，可用频段有300-348MHz、387-464MHz和779-928MHz，拥有13个命令选通寄存器和46个配置寄存器。命令选通可以看作是一个单字节指令，通过寻址一个命令选通寄存器，将启动内部序列，命令CC1101做出相应动作；配置寄存器主要配置CC1101空闲与工作状态的相关参数。本专利技术是基于此模块来进行数据的无线传输。所述的太阳能电池模块由太阳能电池板、一款可用太阳能板供电的锂电池充电管理芯片和一块可充电的锂电池组成，其在白天为发射端设备的锂电池进行充电；所述电源管理模块为升压降压DC-DC转换模块，主要由直流12V稳压电路和直流3.3V稳压电路组成，转换后的3.3V电源为微控制器、无线通讯模块CC1101供电；所述过卷处理与报警模块为蜂鸣器电路，当接收端设备接收到过卷信号并成功确认后，接收端设备输出控制信号，控制过卷行程开关切断电源，实现安全制动，并启动蜂鸣器发出警报。进一步的，所述装置发射端与接收端的微控制器型号选用STM32F051C8T6。进一步的，所述可用太阳能板供电的锂电池充电管理芯片为CN3065。进一步的，所述CC1101无线通讯模块所使用的工作频率为387-464MHz。进一步的，所述CC1101无线通讯模块所支持的通讯信道最多为256个。进一步的，所述12V稳压电路采用L7812三端稳压管。进一步的，所述3.3V稳压电路采用HT7133三端稳压管。进一步的，所述电池为锂电池。进一步的，发射端、接收端都加长导线天线的长度，增加通讯距离。本专利技术实现了如下的技术效果：本专利技术的基于CC1101的多台起重机并行的防过卷报警装置，使用的主控芯片为STM32F051C8T6单片机，有着高性能、低功耗、低成本的优点，选择CC1101芯片作为无线通讯模块，最大传输速率为200kBaud，空旷场所最远传输距离可达500米，支持多通道无线传输，最多可用信道为256个，避免多台起重机同时工作信号发生碰撞的风险，保证施工现场更加安全稳定的运行；本专利技术具有自动选择信道的工作机制：操作人员在上位机对接收端设备信道进行设定，并对所使用的信道进行标记，其他装置将不能使用此信道，然后向发射端发射信道选择信息，命令发射端设备选择相应的信道。以此机制，每个起重机防过卷报警装置都运行在自己所独有的信道内，互不干扰，提高了施工场所的可靠性、安全性。本专利技术在发射端供电上提供了方便高效的方案：在白天使用太阳能来对发射端设备的电源进行充电，锂电池再对设备进行供电。此方案解决了工作人员频繁更换电池的问题，提高生产效率，对于节约能源、减少污染具有重要意义。附图说明为了更加清楚的阐述本专利技术具体的设计方案，接下来对本专利技术的模块框图、程序流程图、关键部分的电路原理图等进行展示，对于本设计所涉及的上述关键图框，作者保有其所有权。图1为本专利技术公开的基于CC1101的多台起重机并行的防过卷报警装置示意图图2为发射端设备传输及控制模块内部连接示意图图3为接收端设备传输及控制模块内部连接示意图图4为接收端设备电源管理模块连接示意图图5为公开的一种发射端设备工作流程图图6为公开的一种接收端设备工作流程图图7为发射端太阳能电池模块电路原理图图8为电源管理模块电路原理图图9为CC1101无线通讯模块电路原理图具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做简要说明。以下说明是本专利技术的部分实施方式，在未取得允许之前，在本专利技术所提供的附图和说明材料基础上得到的其他实施方式，也均处于本专利技术所保护的范围之内。图1-图9给出的是本专利技术较佳的实施细则，分别从不同的角度对其进行详细的说明。如图1所示是本专利技术公开的基于CC1101的多台起重机并行的防过卷报警装置示意图，包括发射端设备和接收端设备；进一步的，如图2所示，本专利技术发射端设备包括了微控制器模块、过卷检测模块、CC1101无线通讯模块、太阳能电池模块和电池与电源管理模块，所述太阳能电池模块和电源管理模块连接，所述电池与电源管理模块与CC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于CC1101的多台起重机并行的防过卷报警装置，其特征在于，包括发射端与接收端，发射端设备包括微控制器、过卷检测模块、无线通讯模块CC1101、太阳能电池模块和电源管理模块；接收端设备包括微控制器、无线通讯模块CC1101、过卷处理与报警模块和电源管理模块；/n微控制器通过SPI与无线通讯模块CC1101进行连接，接收端的微控制器通过串口与上位机进行连接；/n接收端具有信道选择模式与工作模式；在信道选择模式下，接收端通过上位机发出的信息选择信道，并发送信道选择信号给发射端，发射端选择相应的信道并进行工作；在工作模式下，接收端使用上位机设定好的信道进行工作，并在接收到过卷信号后，输出控制信号控制过卷行程开关切断电源，实现安全制动，并启动蜂鸣器发出警报；/n发射端进入工作模式，当检测到过卷信息后，微控制器控制无线模块CC1101循环发送过卷信号；/n太阳能电池模块白天为发射端配备的锂电池进行充电，锂电池再对设备进行供电，所述锂电池在夜间为发射端设备进行供电；/n发射端电源管理模块为降压DC-DC转换模块；/n接收端设备电源管理模块为降压DC-DC转换模块；/n过卷处理与报警模块为蜂鸣器电路，当接收端设备接收到过卷信号并成功确认后，输出控制信号控制过卷行程开关，并启动蜂鸣器发出警报。/n...

【技术特征摘要】
1.基于CC1101的多台起重机并行的防过卷报警装置，其特征在于，包括发射端与接收端，发射端设备包括微控制器、过卷检测模块、无线通讯模块CC1101、太阳能电池模块和电源管理模块；接收端设备包括微控制器、无线通讯模块CC1101、过卷处理与报警模块和电源管理模块；
微控制器通过SPI与无线通讯模块CC1101进行连接，接收端的微控制器通过串口与上位机进行连接；
接收端具有信道选择模式与工作模式；在信道选择模式下，接收端通过上位机发出的信息选择信道，并发送信道选择信号给发射端，发射端选择相应的信道并进行工作；在工作模式下，接收端使用上位机设定好的信道进行工作，并在接收到过卷信号后，输出控制信号控制过卷行程开关切断电源，实现安全制动，并启动蜂鸣器发出警报；
发射端进入工作模式，当检测到过卷信息后，微控制器控制无线模块CC1101循环发送过卷信号；
太阳能电池模块白天为发射端配备的锂电池进行充电，锂电池再对设备进行供电，所述锂电池在夜间为发射端设备进行供电；
发射端电源管理模块为降压DC-DC转换模块；
接收端设备电源管理模块为降压DC-DC转换模块；
过卷处理与报警模块为蜂鸣器电路，当...

【专利技术属性】
技术研发人员：李存升，刘海宽，朱君帅，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32