一种智能钢筋直螺纹扳手无线数据收发器的制作方法

阅读：评论：0

1.本实用新型属于无线数据收发设备技术领域，特别涉及一种智能钢筋直螺纹扳手无线数据收发器。

背景技术：

2.由于钢筋直螺纹连接强度高、施工方便、速度快、抗拉强度超过母材标准值，且具有反复拉压性能和优良延性，因此在工程领域得到广泛应用。在建筑施工时，往往需要对大量的钢筋采用螺纹套筒进行连接。但是，施工现场钢筋数量和种类较多，在采用螺纹套筒对钢筋进行连接时，由于施工人员的失误很容易导致漏连其中的某几条钢筋，或者针对不同种类的钢筋进行连接时由于施工人员的水平不同，往往会导致螺纹套筒过松或过紧。对钢筋机械连接螺纹接头的拧紧力矩检验就十分必要，是平行检验的一项重要内容。现有的钢筋机械连接螺纹接头的拧紧力矩检验方法，通常采用钢筋专用的机械式直螺纹紧固力矩扳手。在现场检验时，用专用钥匙扣住钢筋扭力扳手尾部，旋转调节到所需检测的钢筋套筒型号，用钢筋力矩扳手卡住钢筋套筒，下压扭矩扳手，听到咔咔声，表示已达到检测要求，否则没有到达检测要求！然而这种方法无法检测到准确的力矩值，且检验准确度受检验员经验的影响。另外一种拧紧力矩检验方法是采用数字式的扭矩检测工具，然而数字式直螺纹紧固力矩扳手在采集传感信号后，通常由lcd屏显示，由于缺少对大量数据进行存储的功能，测量数值只能在工具面板上查看，在狭窄的地方使用时，无法快速便捷的观看扭矩检测数字，降低了扭矩检测工具的实用性。无论是机械式直螺纹紧固力矩扳手还是数字式直螺纹紧固力矩扳手，均存在测量数据无法快速简便传输的问题。

技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种智能钢筋直螺纹扳手无线数据收发器，以解决现有的直螺纹紧固力矩扳手的测量数据无法快速简便传输的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供了一种智能钢筋直螺纹扳手无线数据收发器，包括：
5.主控制器，扳手数据接口，蓝牙模块，zigbee模块，状态指示电路和无线通信切换电路，主控制器的电源端口与3.3v直流稳压电源电性连接，扳手数据接口分别与智能钢筋直螺纹扳手的串行通信接口和主控制器的串行通信接口电性连接，状态指示电路和无线通信切换电路分别与主控制器电性连接，蓝牙模块分别与主控制器和无线通信切换电路电性连接， zigbee模块分别与主控制器和无线通信切换电路电性连接，蓝牙模块和zigbee模块分别与上位机无线通讯连接。
6.根据本实用新型的一个具体实施例，主控制器采用微处理器atmega162，用于控制扳手数据接口，蓝牙模块和zigbee模块的数据接收和发送，控制状态指示电路显示当前工作状态，以及控制无线通信切换电路的切换。
7.根据本实用新型的一个具体实施例，扳手数据接口采用rs232或满足ttl标准的
uart串行数据接口，用于从智能钢筋直螺纹扳手获取测量数据并传输给主控制器。
8.根据本实用新型的一个具体实施例，蓝牙模块采用wh-ble103芯片，用于组建蓝牙ble 4.2无线网络并与上位机进行无线通信。
9.根据本实用新型的一个具体实施例，zigbee模块采用ip_link1223，用于组建zigbee无线网络并与上位机进行无线通信。
10.根据本实用新型的一个具体实施例，上位机包括pc机和可移动终端。
11.根据本实用新型的一个具体实施例，状态指示电路包括扳手数据接收状态指示单元、扳手数据发送状态指示单元、蓝牙数据接收状态指示单元、蓝牙数据发送状态指示单元、zigbee数据接收状态指示单元和zigbee数据发送状态指示单元，每个状态指示单元分别与主控制器和3.3v直流稳压电源电性连接。
12.根据本实用新型的一个具体实施例，状态指示单元均连接有红发光二极管，用于指示相应状态指示单元的工作状态。
13.根据本实用新型的一个具体实施例，无线通信切换电路通过可控继电器与蓝牙模块和zigbee模块电性连接，分别用于对蓝牙模块和zigbee模块进行信号选通控制。
14.与现有技术相比，本实用新型提供的一种智能钢筋直螺纹扳手无线数据收发器，采用蓝牙传输或者zigbee通信无线方式与pc电脑或者手机等终端设备进行无线通信，并采用无线通信切换电路实现两种通信方式的切换，具有快速组网、低功耗、低成本的优势，最终实现了钢筋直螺纹扳手的测量数据能够快速简便的传输。
附图说明
15.图1是根据本实用新型一实施例提供的智能钢筋直螺纹扳手无线数据收发器的结构框图。
16.图2是根据本实用新型一实施例提供的智能钢筋直螺纹扳手无线数据收发器的状态指示电路结构框图。
17.图3是根据本实用新型一实施例提供的智能钢筋直螺纹扳手无线数据收发器的主控制器电路图。
18.图4是根据本实用新型一实施例提供的智能钢筋直螺纹扳手无线数据收发器的扳手数据接口电路图。
19.图5是根据本实用新型一实施例提供的智能钢筋直螺纹扳手无线数据收发器的蓝牙模块电路图。
20.图6是根据本实用新型一实施例提供的智能钢筋直螺纹扳手无线数据收发器的zigbee模块电路图。
21.图7是根据本实用新型一实施例提供的智能钢筋直螺纹扳手无线数据收发器的状态指示电路图。
22.图8是根据本实用新型一实施例提供的智能钢筋直螺纹扳手无线数据收发器的无线通信切换电路图。
23.附图标记：
24.1-主控制器；2-扳手数据接口；3-状态指示电路；4-无线通信切换电路；5-蓝牙模块；6-zigbee模块；
25.31-扳手数据接收状态指示单元；32-扳手数据发送状态指示单元；33-蓝牙数据接收状态指示单元；34-蓝牙数据发送状态指示单元；35-zigbee数据接收状态指示单元；36-zigbee数据发送状态指示单元。
具体实施方式
26.为了使本领域技术人员更加清楚地理解本实用新型的概念和思想，以下结合具体实施例详细描述本实用新型。应理解，本文给出的实施例都只是本实用新型可能具有的所有实施例的一部分。本领域技术人员在阅读本技术的说明书以后，有能力对下述实施例的部分或整体作出改进、改造、或替换，这些改进、改造、或替换也都包含在本实用新型要求保护的范围内。
27.在本文中，术语“第一”、“第二”和其它类似词语并不意在暗示任何顺序、数量和重要性，而是仅仅用于对不同的元件进行区分。在本文中，术语“一”、“一个”和其它类似词语并不意在表示只存在一个事物，而是表示有关描述仅仅针对事物中的一个，事物可能具有一个或多个。在本文中，术语“包含”、“包括”和其它类似词语意在表示逻辑上的相互关系，而不能视作表示空间结构上的关系。例如，“a包括b”意在表示在逻辑上b属于a，而不表示在空间上b位于a的内部。另外，术语“包含”、“包括”和其它类似词语的含义应视为开放性的，而非封闭性的。例如，“a包括b”意在表示b属于a，但是b不一定构成a的全部，a还可能包括c、d、e等其它元素。
28.在本文中，术语“实施例”、“本实施例”、“一实施例”、“一个实施例”并不表示有关描述仅仅适用于一个特定的实施例，而是表示这些描述还可能适用于另外一个或多个实施例中。本领域技术人员应理解，在本文中，任何针对某一个实施例所做的描述都可以与另外一个或多个实施例中的有关描述进行替代、组合、或者以其它方式结合，替代、组合、或者以其它方式结合所产生的新实施例是本领域技术人员能够容易想到的，属于本实用新型的保护范围。
29.实施例1
30.本实用新型的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实施方式的实践了解到。结合图1-图8，本实用新型实施例提供了一种智能钢筋直螺纹扳手无线数据收发器，包括：
31.主控制器1，扳手数据接口2，蓝牙模块5，zigbee模块6，状态指示电路3和无线通信切换电路4，主控制器1的电源端口与3.3v直流稳压电源电性连接，扳手数据接口2分别与智能钢筋直螺纹扳手的串行通信接口和主控制器1的串行通信接口电性连接，状态指示电路3和无线通信切换电路4分别与主控制器1电性连接，蓝牙模块5分别与主控制器1和无线通信切换电路4电性连接， zigbee模块6分别与主控制器1和无线通信切换电路4电性连接，蓝牙模块5和zigbee模块6分别与上位机无线通讯连接。其中上位机包括pc机和可移动终端。与传统的数字式直螺纹紧固力矩扳手相比，本实用新型实施例提供的智能钢筋直螺纹扳手无线数据收发器通过无线通信的方式将现有的数字式直螺纹紧固力矩扳手的测量数据快速准确的上传至pc电脑或者手机等终端设备，同时也可以实现测量指令从pc电脑或者手机下发至扳手中。
32.具体的，主控制器1采用微处理器atmega162，用于控制扳手数据接口2，蓝牙模块5
和zigbee模块6的数据接收和发送，控制状态指示电路3显示当前工作状态，以及控制无线通信切换电路4的切换。本实用新型实施例中主控制器1主要完成状态控制、数据收发和运算处理以及存储工作。如图3所示，主控制器芯片atmega162的管脚6、17和38为vcc电源端口，连接3.3v直流稳压电源的正极，通过旁路电容c2接地；管脚16、28和39为gnd端口，直接接地；管脚14和15为主时钟信号输入端口xtal1和xtal2，与晶振y1相连，并分别通过滤波电容c1和c3接地；管脚4为上电复位端口reset，通过串联电阻r1连接到3.3v的vcc电源；管脚5和7分别为主控制器1的串行数据接口的rxd0和txd0端口，在无线通信切换电路4的控制下，分别连接到zigbee模块6或者蓝牙模块5的串行数据接口rf_txd和rf_rxd，完成无线通信数据的收发；管脚42和43分别为主控制器1的串行数据接口的rxd1和txd1端口，分别连接到数字式直螺纹紧固力矩扳手的串行数据接口bs_txd和bs_rxd，完成扳手数据的收发；管脚40为zigbee模块6的选通信号控制端口ctr_zigbee，管脚41为蓝牙模块5的选通信号控制端口ctr_ble；管脚26为蓝牙模块5的重加载控制端口ble_reload，管脚29为蓝牙模块5的重启动控制端口ble_nrest，管脚27为蓝牙模块5的唤醒控制端口ble_wake_up；图中p1为10针两排接插件端子，是主控制器1的程序下载和调试接口，分别与管脚1、2、3和4连接，作为isp总线的mosi、miso、sck和reset端口；主控制器1的其余管脚做悬空处理。
33.具体的，扳手数据接口2采用rs232或满足ttl标准的uart串行数据接口，用于从智能钢筋直螺纹扳手获取测量数据并传输给主控制器。如图4所示，本实用新型实施例的扳手数据接口2采用max3232芯片进行串行数据接口ttl电平与rs232电平的转换，实现主控制器1的ttl电平的串行数据接口与数字式直螺纹紧固力矩扳手的rs232电平的数据接口连接。管脚1和管脚3分别为c1+和c1-端口，串联电容c4；管脚4和管脚5分别为c2+和c2-端口，串联电容c7；管脚9和管脚10分别为r2out和t2in端口，与主控制器1的bs_rxd和bs_txd端口连接；管脚16为vcc电源输入端口，通过磁珠cz1连接到3.3v主电源，并通过旁路电容c5接地；管脚2为v+端口，通过电容c6连接到3.3v主电源；管脚6为v-端口，通过电容c8接地；管脚15为gnd端口，接地；管脚7和管脚8为t2out和t2in端口，分别与db9连接器j1的3脚和2脚连接，其余管脚悬空。
34.具体的，蓝牙模块5采用wh-ble103芯片，用于组建蓝牙ble 4.2无线网络并与上位机进行无线通信。本实用新型实施例中的蓝牙模块5具有低功耗广播模式和休眠模式，支持 ble 4.2 协议，数据传输距离最大可达60米。如图5所示，蓝牙模块电路的管脚1为模块的重加载信号输入端口ble_reload，连接到主控器1的管脚26；管脚2为模块的唤醒信号输入端口ble_wake_up，连接到主控器1的管脚27；管脚12为模块的重启动信号输入端口ble_nrest，连接到主控器1的管脚29；管脚9为模块的串行数据接收端口ble_rx，在无线通信切换电路4的控制下连接到rf_rxd；管脚10为模块的串行数据发送端口ble_tx，在无线通信切换电路4的控制下连接到rf_txd；管脚7和8分别为模块的swdclk和swdio，作为调试数据控制的时钟和输入输出端口；管脚3、5和17为模块的通用gpio端口；管脚16为模块的rf天线端口；管脚13和15为模块的gnd端口，接地；管脚6和14为模块的vcc端口，连接vcc_ble主电源，并通过旁路电容c9和c10接地；其余管脚悬空。
35.具体的，zigbee模块6采用ip_link1223，用于组建zigbee无线网络并与上位机进行无线通信。本实用新型实施例中的zigbee模块6可在10秒内快速组建zigbee无线网络，射频频率2.4ghz，发射功率20dbm，接收灵敏度-101dbm，最大数据传输速率250kbps，数据传输
直线可视距离1000米。如图6所示，zigbee模块电路的管脚7为vcc端口，通过串联磁珠r2连接到主电源vcc_zigbee，并通过旁路电容c11和c12接地；管脚6为gnd端口，接地；管脚5为重启端口reset，串联电阻r3并通过磁珠r2连接到主电源vcc_zigbee，同时，通过旁路电容c13接地；管脚3和管脚4分别为串行数据接口的接收端zigbee_rx和发送端zigbee_tx，分别在无线通信切换电路4的控制下连接到rf_txd与rf_rxd，完成数据接收和发送的工作；其余管脚悬空。
36.具体的，状态指示电路3包括扳手数据接收状态指示单元31、扳手数据发送状态指示单元32、蓝牙数据接收状态指示单元33、蓝牙数据发送状态指示单元34、zigbee数据接收状态指示单元35和zigbee数据发送状态指示单元36，每个状态指示单元分别与主控制器1和3.3v直流稳压电源电性连接。状态指示单元均连接有红发光二极管，用于指示相应状态指示单元的工作状态。如图7所示，本实用新型实施例的状态指示电路3根据主控制器1的控制指令显示数据收发状态。状态指示电路3共有6个基本指示单元，通过红发光二极管led_bs_txd、led_bs_rxd、led_zigbee_tx、led_zigbee_rx、led_ble_tx和led_ble_rx分别指示扳手数据发送状态、扳手数据接收状态、zigbee数据发送状态和zigbee数据接收态、蓝牙数据发送状态和蓝牙数据接收状态，控制端口分别为bs_txd、bs_rxd、zigbee_tx、zigbee_rx、ble_tx和ble_rx；每个基本指示单元的电路结构是一致的，均采用发光二极管进行状态指示，发光二极管led正极串联电阻连接到3.3v主电源vcc_3.3，负极通过三极管q接地，控制端口通过电阻连接到三极管基级，实现对发光二极管led的亮灭控制。
37.具体的，无线通信切换电路4通过可控继电器与蓝牙模块5和zigbee模块6电性连接，分别用于对蓝牙模块5和zigbee模块6进行信号选通控制。如图8所示，本实用新型实施例的无线通信切换电路4实现蓝牙模块5和zigbee模块6两种通信方式的切换。电路采用可控继电器进行信号的选通控制，主控制器1通过zigbee模块6的选通信号ctr_zigbee连接到继电器yt2、yt4和yt6，分别控制vcc_zigbee、zigbee_tx和zigbee_rx的通断；主控制器1通过蓝牙模块5的选通信号ctr_ble连接到继电器yt1、yt3和yt5，分别控制vcc_ble、ble _tx和ble _rx的通断；当主控制器1的选通信号ctr_zigbee为真，则采用zigbee模块6进行无线通信；当主控制器1的选通信号ctr_ble为真，则采用蓝牙模块5进行无线通信；电路同时采用了2p接线端子p2、p3、p4、p5、p6和p7，可进行人工选通操作。
38.实施例2
39.本实用新型实施例提供一种智能钢筋直螺纹扳手无线数据收发器的工作过程，具体包括：
40.首先采用外部3.3v直流稳压电源供电，主控制器1完成上电复位后对外设资源进行检测和初始化，包括对串行数据接口的通信速率、校验位等参数的初始化,无线通信切换电路4的初始设置，以及状态指示电路3的初始化。初始化结束，主控制器1进入主循环控制程序，通过中断系统监测串行数据接口和无线通信模块的数据接收情况，控制状态指示电路3指示当前的工作状态，并进行数据的处理和存储工作。扳手数据接口2根据设置的参数与数字式直螺纹紧固力矩扳手的数据接口连接，当接收到扳手的数据时通过中断系统向主控制器1提出中断请求。无线通信切换电路4受主控制器1的控制，选通zigbee模块6或者蓝牙模块5进行无线数据收发。zigbee模块6和蓝牙模块5在无线通信切换电路4的切换控制下进行无线组网和数据传输，通过中断系统对主控器1发出数据接收或者发送的请求。状态指
示电路3在主控制器1的控制下，通过点亮或者熄灭led来指示当前的数据发送或者接收的情况。
41.综上所述，本实用新型提供的一种智能钢筋直螺纹扳手无线数据收发器，采用蓝牙传输或者zigbee通信无线方式与pc电脑或者手机等终端设备进行无线通信，并采用无线通信切换电路实现两种通信方式的切换，具有快速组网、低功耗、低成本的优势，最终实现了钢筋直螺纹扳手的测量数据能够快速简便的传输。。
42.以上结合具体实施方式（包括实施例和实例）详细描述了本实用新型的概念、原理和思想。本领域技术人员应理解，本实用新型的实施方式不止上文给出的这几种形式，本领域技术人员在阅读本技术文件以后，可以对上述实施方式中的步骤、方法、系统、部件做出任何可能的改进、替换和等同形式，这些改进、替换和等同形式应视为落入在本实用新型的范围内，本实用新型的保护范围仅以权利要求书为准。

技术特征：

1.一种智能钢筋直螺纹扳手无线数据收发器，其特征在于，包括：主控制器，扳手数据接口，蓝牙模块，zigbee模块，状态指示电路和无线通信切换电路，所述主控制器的电源端口与3.3v直流稳压电源电性连接，所述扳手数据接口分别与智能钢筋直螺纹扳手的串行通信接口和所述主控制器的串行通信接口电性连接，所述状态指示电路和所述无线通信切换电路分别与所述主控制器电性连接，所述蓝牙模块分别与所述主控制器和所述无线通信切换电路电性连接，所述zigbee模块分别与所述主控制器和所述无线通信切换电路电性连接，所述蓝牙模块和所述zigbee模块分别与上位机无线通讯连接。2.根据权利要求1所述的智能钢筋直螺纹扳手无线数据收发器，其特征在于，所述主控制器采用微处理器atmega162，用于控制所述扳手数据接口，所述蓝牙模块和所述zigbee模块的数据接收和发送，控制所述状态指示电路显示当前工作状态，以及控制所述无线通信切换电路的切换。3.根据权利要求1所述的智能钢筋直螺纹扳手无线数据收发器，其特征在于，所述扳手数据接口采用rs232或满足ttl标准的uart串行数据接口，用于从所述智能钢筋直螺纹扳手获取测量数据并传输给所述主控制器。4.根据权利要求1所述的智能钢筋直螺纹扳手无线数据收发器，其特征在于，所述蓝牙模块采用wh-ble103芯片，用于组建蓝牙ble 4.2无线网络并与所述上位机进行无线通信。5.根据权利要求1所述的智能钢筋直螺纹扳手无线数据收发器，其特征在于，所述zigbee模块采用ip_link1223，用于组建zigbee无线网络并与所述上位机进行无线通信。6.根据权利要求1所述的智能钢筋直螺纹扳手无线数据收发器，其特征在于，所述上位机包括pc机和可移动终端。7.根据权利要求1所述的智能钢筋直螺纹扳手无线数据收发器，其特征在于，所述状态指示电路包括扳手数据接收状态指示单元、扳手数据发送状态指示单元、蓝牙数据接收状态指示单元、蓝牙数据发送状态指示单元、zigbee数据接收状态指示单元和zigbee数据发送状态指示单元，每个状态指示单元分别与所述主控制器和所述3.3v直流稳压电源电性连接。8.根据权利要求7所述的智能钢筋直螺纹扳手无线数据收发器，其特征在于，所述状态指示单元均连接有红发光二极管，用于指示相应状态指示单元的工作状态。9.根据权利要求1所述的智能钢筋直螺纹扳手无线数据收发器，其特征在于，所述无线通信切换电路通过可控继电器与所述蓝牙模块和所述zigbee模块电性连接，分别用于对所述蓝牙模块和所述zigbee模块进行信号选通控制。

技术总结

本实用新型公开了一种智能钢筋直螺纹扳手无线数据收发器，包括主控制器，扳手数据接口，蓝牙模块，Zigbee模块，状态指示电路和无线通信切换电路，主控制器的电源端口与3.3V直流稳压电源电性连接，扳手数据接口分别与智能钢筋直螺纹扳手的串行通信接口和主控制器的串行通信接口电性连接，状态指示电路和无线通信切换电路分别与主控制器电性连接，蓝牙模块分别与主控制器和无线通信切换电路电性连接，Zigbee模块分别与主控制器和无线通信切换电路电性连接，蓝牙模块和Zigbee模块分别与上位机无线通讯连接。本实用新型具有快速组网、低功耗、低成本的优势，最终实现了钢筋直螺纹扳手的测量数据能够快速简便的传输。手的测量数据能够快速简便的传输。手的测量数据能够快速简便的传输。