终端读写器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有采集、处理、储存和传输功能的终端读写器，包括：Zigbee单元；超高频RFID读写单元；MCU单元；时钟单元。本实用新型的终端读写器，通过超高频RFID读写单元、MCU单元和Zigbee单元的协作，就可以有效的实现移动设备位置、身份信息数据的采集、处理、储存和传输，而通过时钟单元，实现工作记录数据包包含实时时间数据，对时功能保证紫蜂无线网络终端设备与上位机时间的统一。
【专利说明】
终端读写器
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种读写器，更具体说是涉及一种具有采集、处理、储存和传输功能的终端读写器。
【背景技术】
[0002]炼钢生产集成系统实现生产信息流与物流的同步传输，并将获得的物流信息、生产信息及时与其他系统的信息实现交互上传，形成完整的生产工艺数据系统。实现自适应的生产组织和数据采集、精细的生产控制和物料跟踪，以及有序、规范的生产管理。同时满足上层管理系统(如:MES或ERP)对生产过程的监控、控制、调度和生产质量、成本的分析判断，以及历史数据的追寻。
[0003]现有的数据采集传输主要是采用无线设备(如数传电台、无线路由器、zigbee设备等)进行数据包传输。
[0004]为了保证数据包能够有效的发送到接收的无线通讯接收设备，一般无线设备数据传输方式是，每个数据包无线通讯设备就会向接收的无线通讯设备连续发送3次，3次发送完之后，因设备内存和管理资源有限就删除数据包。然而这种传输方式方式经常会出现数据包时延、丢失、错包的问题。
[0005]数据包丢失或错包造成数据链不完整。一般数据包以上位机接收数据包时间为工作数据的实时发生时间，时延问题造成工作数据上位机记录时间与工作数据发生时间不
O
[0006]这种传输方式不能满足上层管理系统(如:MES或ERP)对生产过程的监控、控制、调度和生产质量、成本的分析判断，以及历史数据的追寻的要求。
[0007]如果也采用确认回应删除机制，原有读写采集系统设备(采集设备、储存设备外部PLC、无线数传设备)受速率和设备处理能力限制，也容易出现数据包量过于庞大导致的传输通道拥堵而加剧数据包错包和时延的问题。
[0008]现有的位置检测传输手段不能满足更多工位对位移定位和身份识别的同步性和精确性要求。
【实用新型内容】
[0009]针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种能实现精确位移定位和身份识别，以及传输过程中可以有效避免出现数据包时延、丢失和错误问题，具有采集、处理、储存和传输功能的终端读写器。
[0010]为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案:一种终端读写器，其特征在于:包括:
[0011 ] Zigbee单元，与外部的Zigbee单元进行无线通讯，以实现数据包的无线通讯；
[0012]超高频RFID读写单元，用于读取各种设备、各种工位、各个节点的I个或多个ID号，并获取读取时的工作参数。[OO13]MQJ单元，親接于Zigbee单元，还親接于超高频RFID读写单元，以接收超高频RFID读写单元I次可能多次读取的I个或多个ID号，且将读取的ID号进行处理，判断出某设备位置或身份工作数据，并将该数据进行对比处理后通过网间协调器输出到外部的上位机；[00Μ]时钟单元，親接于MCU单元，向MCU单元提供实时时间数据，并通过M⑶单元使数据包净载部分加入时间数据，其中时钟单元执行上位机对时指令调整时间，保证紫蜂无线网络系统各设备与上位机时间的统一。
[0015]通过采用上述技术方案，通过超高频RFID读写单元的设置就可以有效的将根据采集到的I个或多个ID号和读取工作参数，判断出一个位置号或设备身份号(同一位置可能读到的ID并不完全一样)，避免了现有技术中I个ID号绑定I个位置号而无法实现精确定位的问题。超高频RFID读写单元采集到并处理的数据(位置或身份信息)传输到MCU单元，MCU单元并将该位置或身份工作数据与原保留的数据进行比较，工作数据与原保留的工作数据相同的，仅更换对比用的保留工作数据，若是与原保留的工作数据不相同，也更换对比用的保留工作数据，将工作控制数据发送给外部PLC或连接PLC的终端连接器；同时并在工作记录数据包净载数据部分加上时间数据，再加上源地址数据和目标地址数据生成新工作记录数据包，新工作记录数据通过Zigbee单元进行协议转换并发送，发送至网间协调器或上位机收取确认回应而删除该数据包。如发送过程中又新工作记录数据包生成，则将原新工作记录数据包储存起来，待没有新的工作数据包发送时，按时间数据顺序发送存储的历史工作记录数据包，同时用设备定时报名机制就能区分设备故障没有记录数据包和同原工作数据都没有记录数据包发送两种现象。
[0016]在身份识别时，存在设备离开和设备没有经过该工位时，就没有读取相关ID号，没有读到ID号也做为一种状态用一种数据表示。
[0017]这种传输方式特别对于能长时间稳定保持工作状态和临时停止工作的设备，这样就可以很大程度减少数据包的数量，保证传输通道的畅通，再加上回应删除机制这样有效的避免数据量过于庞大导致的传输道路堵塞造成的数据包延时到达、丢失和错误的问题。
[0018]并且还通过Zigbee单元接收上位机指令设置工作参数和对时，接收上位机数据包，执行上位机指令，并且通过M⑶单元和Zigbee单元的配合作用可以有效的利用Zigbee设备传输中继自动“握手”寻址功能，实现Zigbee设备蜂窝组网远距离传输的目标。
[0019]本实用新型进一步设置为:所述M⑶单元还耦接有RS232通讯单元，以实现外部人员通过RS232接口对终端读写器无线通讯工作参数和RFID工作参数进行设置。
[0020]通过采用上述技术方案，RFID工作参数进行设置还可以在上位机进行远程无线设置，通过RS232通讯单元的设置，就可以方便的与外部进行连接，就可以利用RS232协议有效的实现PC端与终端读写器之间的连接，并且通过PC端对终端读写器无线通讯工作参数和RFID工作参数进行设置。
[0021]本实用新型进一步设置为:所述MCU单元还耦接有看门狗单元，以保证MCU单元能够安全的工作。
[0022]通过采用上述技术方案，在M⑶单元工作的过程中，由于其所需要处理的数据量较为庞大，这样的话就容易出现运行卡顿的问题，通过看门狗单元的设置，在MCU单元运行卡顿的时候，能够有效的对其进行复位，这样就可以避免某个读写器无法工作导致的数据不能够进行采集和传输的问题。
[0023]本实用新型进一步设置为:所述MCU单元还耦接有FLASH单元，以存储未收取上位机确认回应的历史数据包。
[0024]通过采用上述技术方案，FLASH单元是一种快速的存储器，一般来说MCU单元内部自带的存储空间较小，不能够存储较多的数据包，在这里通过FLASH单元的设置就可以有效的存储MCU单元内部的大单元数据，避免了因为不能够及时存储导致的数据丢失的问题，同时还可以存储未收取上位机确认回应的历史数据包，这样就可以有效的避免以前数据包丢失的冋题。
[0025]本实用新型进一步设置为:所述MCU单元还耦接有指示灯单元，以指示MCU单元的工作状态。
[0026]通过采用上述技术方案，通过指示灯单元的设置，就可以有效的指示整个读写器的工作状态，外部的用户就方便有效的对终端读写器进行维护。
[0027]本实用新型进一步设置为:所述Zigbee单元和超高频RFID读写单元均耦接有天线。
[0028]通过采用上述技术方案，通过天线的设置，可以增强Zigbee单元和超高频RFID读写单元的信号发送和接收能力信号，可以增加一定的Zigbee单元通讯距离和超高频RFID读写单元读取信号的稳定性，能够更好有效的读取ID信息。
[0029]本实用新型进一步设置为:还包括用户接口单元和电源单元，其中，用户接口单元耦接于RS232通讯单元、PR0FIBUS-DP接口单元和电源单元，以供外部用户连接，电源单元耦接于各个单元，以向各个单元供电。
[0030]通过采用上述技术方案，通过用户接口单元的设置，外部的用户就可以有效的连接读写器内部的各个单元，而通过电源单元的设置，就可以有效的实现对读写器内部各个单元的供电，使之能够更好的进行工作
【附图说明】
[0031 ]图1为本实用新型的终端读写器的模块图。
[0032]图中:1、天线；2、Zigbee单元;3、MCU单元;4、PR0FIBUS_DP接口单元;5、用户接口单元;6、看门狗单元;7、指示灯单元;8、时钟单元;9、FLASH单元；10、RS232通讯单元；11、电源单元;12、超高频RFID读写单元。
【具体实施方式】
[0033]参照图1所示，本实施例的一种终端读写器，包括:
[0034]Zigbee单元2，与外部的Zigbee单元2进行无线通讯，以实现数据包的无线通讯；
[0035]超高频RFID读写单元12，用于读取各种设备、各种工位、各个节点的I个或多个ID号，并获取读取时的工作参数。
[0036]MCU单元3，親接于Zigbee单元2，还親接于超高频RFID读写单元12，以接收超高频RFID读写单元121次可能多次读取的I个或多个ID号，且将读取的ID号进行处理，判断出某设备位置或身份工作数据，并将该位置或身份工作数据包与原保留的数据进行比较，本实施例中的比较处理过程如下:工作数据与原保留的工作数据相同的，仅更换对比用的保留工作数据，若是与原保留的工作数据不相同，也更换对比用的保留工作数据，将新工作控制数据发送给外部PLC或连接PLC的终端连接器；同时并在数据包净载数据部分加上时间数据，再加上源地址数据和目标地址数据生成新工作记录数据包，新工作记录数据通过Zigbee单元2进行协议转换并发送，发送至网间协调器或上位机收取确认回应而删除该数据包，如发送过程中又新工作记录数据包生成，则将原新工作数据包储存起来，待没有新的工作数据包发送时，按时间数据顺序发送存储的历史工作数据包，并且还通过Zigbee单元2接收上位机设置工作参数指令和对时指令，接收上位机数据包，执行上位机指令；
[0037]时钟单元8，耦接于M⑶单元3，向M⑶单元3提供实时时间数据，并通过M⑶单元3使数据包净载部分加入时间数据，其中时钟单元8执行上位机对时指令调整时间，保证紫蜂无线网络系统各设备与上位机时间的统一。
[0038]通过采用上述技术方案，通过超高频RFID读写单元12采集到的I个或多个ID号，MCU单元3将根据终端读写器的设置利用I个或多个ID号和工作参数，判断出一个位置号或读取设备身份号，避免了现有技术中I个ID号只能绑定I个位置号，无法利用多ID号而无法实现精确定位的问题。超高频RFID读写单元12采集到的数据(I个或多个ID号和工作参数)传输到MCU单元3，MCU单元3并利用I个或多个ID号和工作参数进行处理，判断出该生产设备的位置或身份工作数据，并与原保留的数据进行比较，工作数据与原保留的工作数据相同的，仅更换对比用的保留工作数据，若是与原保留的工作数据不相同的，也更换对比用的保留工作数据，将数据发送给外部PLC或连接PLC的终端连接器；同时并在数据包净载数据部分加上时间数据，再加上源地址数据生成新工作数据包，新数据通过Zigbee单元2进行协议转换并发送，发送至网间协调器或上位机收取确认回应而删除该数据包。如发送过程中又新工作数据包生成，则将原新工作数据包储存起来，待没有新的工作数据包发送时，按时间数据顺序发送存储的历史工作数据包。
[0039]用设备定时报名机制区分设备故障没有数据包和同原工作数据都没有数据包发送两种现象。
[0040]身份识别时，存在设备离开和设备没有经过该工位时，就没有读取相关ID号，没有读到ID号也做为工作数据被发送。
[0041]这种传输方式特别对于能长时间稳定保持工作状态和临时停止工作的设备，这样就可以很大程度减少数据包的数量，保证传输通道的畅通，再加上回应删除机制这样有效的避免数据量过于庞大导致的传输道路堵塞造成的数据包时延、丢失和错误的问题。同时通过终端读写器发出的数据包净载有时间数据，如此在数据包到达上位机时，可以有效的知道工作数据发生的具体时间点。
[0042]本实施例中的MCU单元3还耦接于RS232通讯单元10，通过RS232通讯单元10的设置，就可以有效的实现读写器与外部传感器等设备之间的有线通讯。
[0043]并且本实施例中还包括用户接口单元5和电源单元11以及指示灯单元7，用户接口单元5为接口总和，S卩RS232通讯单元10的接口以及电源单元11的接口都属于用户接口单元5，并且在用户接口单元5内独立存在，如此便不会相互影响，这样用户在连接读写器的时候，就可以进行集中连接了，而通过电源单元11就可以有效的实现对读写器内部的各个单元进行供电了，在读写器工作的时候，指示灯单元7就会发光，以指示此时读写器的工作状
??τ O
[0044]同时本实施例中的MCU单元3还耦接有FLASH单元9以及看门狗单元6，在使用终端读写器之前，需要对读写器内部的各个参数进行设置，因而，用户可以通过RS232通讯单元10直接建立读写器与外部PC端之间的通讯，有效的使用外部PC端对终端读写器内部参数进行设置了，而MCU单元3在发送数据包的过程中，一些未收取上位机确认回应的数据包就会存储到FLASH单元9，在合适的时候，MCU单元3就会将这些历史数据包发送，如此就可以避免数据的丢失，并且在MCU单元3卡顿的时候，看门狗单元6会对MCU单元3进行一个有效的复位，避免MCU单元3卡顿后使得终端读写器完全不能工作的问题。
[0045]并且本实施例中的Zigbee单元2和超高频RFID读写单元12还親接有天线，通过天线I设置就可以有效增强Zigbee单元2发送能力和接收能力，保证数据包能够有效的发送和接收，和超高频RFID读写单元12的读取能力，保证很好的数据采集。其中Zigbee单元2|禹接的是2.4G天线I，超高频RFID读写单元12耦接的是超高频900M天线I。
[0046]其中，本实施例中的各个单元均采用现有的集成模块，故其型号不再赘述。
[0047]综上所述，本实用新型的终端读写器，通过超高频RFID读写单元12的设置就可以有效的采集到I个或多个ID号以及读取的工作参数，通过时钟单元8和MCU单元3，就可以在数据包净载部分加入时间数据，通过MCU单元3和Zigbee单元2就可以将数据包协议转换和无线发送，并且接收上位机的数据包(包括各种指令)，还可以与控制生产设备的外部PLC联动，这样就可以有效的实现每个终端读写器具有采集、处理、储存和通讯的功能。
[0048]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种终端读写器，其特征在于:包括: Zigbee单元，与外部的Zigbee单元进行无线通讯，以实现数据包的无线通讯； 超高频RFID读写单元，用于读取各种设备、各种工位、各个节点的I个或多个ID号，并获取读取时的工作参数； MCU单元，親接于Zigbee单元，还親接于超高频RFID读写单元，以接收超高频RFID读写单元I次可能多次读取的I个或多个ID号，且将读取的ID号进行处理，判断出某设备位置或身份工作数据，并将该数据进行对比处理后通过网间协调器输出到外部的上位机； 时钟单元，親接于MCU单元，向M⑶单元提供实时时间数据，并通过MCU单元使数据包净载部分加入时间数据，其中时钟单元执行上位机对时指令调整时间，将紫蜂无线网络系统各设备与上位机时间的统一。2.根据权利要求1所述的终端读写器，其特征在于:所述MCU单元还耦接RS232通讯单元，以实现外部人员通过RS232接口对终端读写器无线通讯工作参数和RFID工作参数进行设置。3.根据权利要求2所述的终端读写器，其特征在于:所述MCU单元还耦接有看门狗单元，以保证MCU单元能够安全的工作。4.根据权利要求3所述的终端读写器，其特征在于:所述MCU单元还耦接有FLASH单元，以存储未收取上位机确认回应的历史工作记录数据包。5.根据权利要求4所述的终端读写器，其特征在于:所述MCU单元还耦接有指示灯单元，以指示MCU单元的工作状态。6.根据权利要求5所述的终端读写器，其特征在于:所述Zigbee单元和超高频RFID读写单元均親接有天线。7.根据权利要求6所述的终端读写器，其特征在于:还包括用户接口单元和电源单元，其中，用户接口单元耦接于RS232通讯单元、PROFIBUS-DP接口单元和电源单元，以供外部用户连接，电源单元親接于各个单元，以向各个单元供电。
【文档编号】G06K17/00GK205584255SQ201620380580
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】蔡海安, 蔡海龙, 周冬冬
【申请人】浙江中产科技有限公司