物联网在校园网中应用设想初探.pdf
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1、第 5期 ( 总 第 1 7 4期 ) 2 0 1 2年 l O月 机 械 工 程 与自 动 化 MECH ANI CAL ENGI NEE RI NG AUTOMATI ON No 5 Oc t 文章编号 : 1 6 7 2 6 4 1 3 ( 2 0 1 2 ) 0 5 0 1 9 1 0 2 物联 网在校 园网中应用设想初探 聂 影 双 ( 广 州南洋理工职业学院 ,广东 广州 5 1 0 9 2 5 ) 摘要 :基 于光机 电一体 化实验中对传感器 的认识 ,结合 当前科技最前 沿的物联 网技 术应 用趋 势探 索构建 一 套将物联 网应 用于校 园之 中的可行性方案 ,以期为未来 的
2、校 园管理提供 可借 鉴的模 式。 关键词 :传感器 ;校 园网;物料分拣 ;物联网 ;应用 中图分类号 :T P 3 9 3 1 8 文献标识码 :B 0 引 言 2 0 1 i 年 , 笔 者所在 部 门引 进 了光 机 电 一体 化 实 验 室。它主要承担由 P L C编程 的机械手的物料分拣实 验 , 其 主要 内容涉及 到 P L C的编 写 、 梯 形 图 的绘 制 、 气 动液压控制、 三菱变频器的使用 、 交流 直流 电机的运 转 以及传感器技术应用等 内容。基于 2 0 1 1年下半年 的实 训工 作 , 通过 长期 在 各 实 验 和 实训 室 中进 行 反 复 验证 ,
3、笔 者总 结 出一 套初 步 的构想 , 使 其运 用 于现代 化 的校 园管 理 中 。 1 物 料 分拣 实验原 理 物料分拣的原理较为简单 : 物料槽里有黑 、 白、 金 属 3种不 同材 质 的物 料 , 通 过 机 械 手 的 夹取 、 收 臂 、 上 升、 转移、 下降、 伸臂 、 放夹等动作将物料输送到由直流 电机带动的皮带轮流水线上 , 然后 物料在皮带上匀速 前进。在流水线 的上方装有 3个传感器 , 前一个为 电 容式传感器, 它可感应物料的材料属性 , 区分金属和非 金属 , 当金属物料通过该传感器时, 传感器将发送一个 电信号给 P L C, 当 P L C接到该信号后
4、 , 立 即命令气压 装 置 开启 , 第一 个推 手 在 气 压 的 作 用 下 , 将 物 料 推 下 , 滑向事先放好的物料槽 ; 后面两个是光纤传感器 , 通过 调 节 2个 光纤传 感 器对 黑 、 白光线 的不 同感 应能 力 , 从 而分拣 出黑、 白两种不同的物料。 物 料分拣 实验原理 框 图如 图 1 所 示 。图 l中 , 5个 传感器是整个机械手的核心部分 , 它相当于机器人的眼 睛 , 通过它观察整个运作流程 , 它们的作用分别如下: ( 1 )物料感应传感器 :它 位于原 料槽上方 , 用 于 检测槽中是 否存在物料, 如果存 在, 则发 送信号启 动 2 4 V
5、直 流电机 转 动 , 电机 一 端 连 接 一 个 曲型 铁 片 , 由 电机 带 动逆 时针旋 转 , 从 而推 动槽 中物 料到端 口 。 ( 2 )机械手摆动到位传感器 : 它位 于皮带轮流水 线上端 , 当机械手臂摆动时 , 传感器检测到信号 , 立 即 发送信号使变频器带动的交流电机顺时针转动 , 使物 料 在皮 带上 运行 。 ( 3 )电容传感器 : 用于区分金属和非金属物料 , 如 果是金属, 就发送信号给 P L C, 然后 由 P L C下命令给 气 缸 , 开 启 阀 门推 动金 属物 料到相 应 的物料 槽 。 ( 4 )光纤 传感 器 1和 2 : 均 用 于颜 色
6、 识 别 , 可通 过 调节光 纤传 感器 的灵 敏度来 控制 其感 应状态 。将 白色 物料靠近光纤传感器 1 时 , 传感器 1 上会有信号感应, 旋转上方旋钮, 可使信号感应达到最强。 物 料 感 应 传 感 器_+ _ 一电 机 及 下 料 气 缸 i 机械 感器 到位 l 卜 可 气 缸 卜 -_ 编 电 容 传 感 器 程 气 卜 _ 气 控 体 制 压 l 器 气 缸 s 卜 _ 缩 光 纤 传 感 器 卜 _ 机 f 气 卜 _ 光 纤 传 感 器 。 一 图 1 PL C 编 程 下 的 物料 分拣 实验 原理 框 图 2 由传 感器 的应 用展 开的 设想 2 1 传 感
7、器在物 联 网 中的应 用 基于传感器技术 的物联 网又称 为无线传感网络 ( Wi r e l e s s S e n s o r Ne t wo r k , WS N) , 无线传感 网络 以 各种方式在被感知对象内部或者附近部署节点 , 通过 自组 织方 式实 时感 知 、 采 集 和 处理 网络 覆 盖 区域 中的 信息 , 并通过多跳网络将数据经接 收器传送到远程控 制中心进行操控。基于传感器技术 的物联网主要应用 收稿 日期 :2 0 1 2 0 4 0 9 修 回日期 :2 0 1 2 0 ,t 一 3 0 作 者简介 :聂影 ( 1 9 8 8 一 ) ,女 ,湖北荆门人 ,助
8、教 ,在读硕士研究生 ,主要研究方向 :电子信息 自动化 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 9 2 机 械 工 程 与自 动 化 2 O l 2 年 第 5期 于采集 类 的业务 网_ 1 。 所 谓物 联 网 , 就 是 通 过 射 频识 别 ( R F I D) 、 红外 感 应器、 全球定位系统( G P S ) 、 激光扫描器、 环境传感器 、 图像传感器等信息传感设备 , 按约定的协议 , 把任何物 品与互联网连接起来 , 进行信息转换和传递 , 以实现智 能化识别 、 定位 、 跟踪 、 监控和管理的一种 网络 2 。它 包括传感器 网络、 传
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