基于Zigbee的电焊远程在线监控系统设计

摘要

随着单片机、计算机网络、自动化、虚拟仪器、无线传感器以及物联网等技术的不断发展，对焊接过程中的相关焊接参数进行在线实时监测、控制以及记录保存已经变得方便可行。通过计算机网络也可以实现对焊接过程进行远程监控。另外，在焊接后，通过对监测数据进行分析，可以实现对焊接过程中焊接质量的评价。这样不仅提高了对电焊焊接管理的效率，也为产品质量提供追溯的依据。同时也可以减少、甚至避免电焊工人直接暴露在有害的焊接环境中，对在焊接生产中电焊工人的身体健康进行更加人性化的保护。
　　本文主要设计了一套电弧焊远程在线监控系统，主要分为下位机的数据采集控制模块、基于Zigbee技术的无线组网模块、上位机的服务器端和基于 C/S架构的远程监控。因此，将下位机无线组网通信和上位机基于C/S的局域网通信结合在一起，实现了对电焊的远程在线监控。
　　数据采集控制模块是由单片机STC15W408AS完成对数据的采集、送丝速度的控制以及对保护气体流量大小的设定。通过 Zigbee技术实现组网设计。首先，利用协调器完成了对无线网络的建立，子节点加入协调器建立的网络实现整体组网。同时，子节点与单片机进行串口通信，将需要设定的参数由子节点发送给单片机或者单片机将采集的参数发送给子节点，然后子节点再将这些数据发送给协调器。利用MFC编写了上位机的在线监控软件以及客户端软件，服务器端的上位机可以实现对协调器发送上来的数据进行接收、记录以及曲线的绘制。同时也设计了用户管理模块的用户登录界面。通过数据库技术实现了数据共享，满足了客户端的用户对焊接过程的远程在线监控。通过 Socket技术实现客户端用户对需要设置的参数进行远程设置。对焊接监测的参数进行了数据统计分析分析，并且利用了马氏距离和正态分布相结合的方法，对焊接过程中的总体焊接质量进行了评价。
　　最后，进行了实验测试，所设计的焊接远程在线监控系统基本上满足了设计时的初始需求，实现了远程监测和远程参数设定，采集的数据和焊接过程的理论分析结果基本一致。因此基本实现了多用户远程在线对多电焊设备焊接过程在线监控。

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第一章 绪论

1.1选题的目的和意义

1.2电弧焊技术的发展现状

1.3焊接监控技术的发展现状

1.4本文主要研究内容

第二章 系统总体设计

2.1总体设计思想

2.2硬件系统设计

2.3上位机软件需求分析

2.4本章小结

第三章 采集控制系统的软件设计

3.1采集控制系统的功能分析

3.2单片机控制系统的软件设计

3.3基于Zigbee技术的软件设计及实现

3.4通信数据格式约定

3.5本章小结

第四章 基于C/S架构的局域网实现远程监控

4.1软件开发环境

4.2多线程技术及Socket通信

4.3数据库的设计

4.4对焊接过程中的监测参数进行统计分析

4.5软件功能设计实现

4.6本章小结

第五章 测试及分析

5.1模拟实验测试

5.2焊接过程的采集实验测试

5.3本章小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢

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