[实用新型]一种基于MQTT协议的数控机床网络监测及控制系统

说明书

本实用新型公开了一种基于MQTT协议的数控机床网络监测及控制系统，包括前端系统和后端系统，前端系统包括N个数控机床监控子系统、上位机和wifi模块；每个数控机床监控子系统均包括数控机床、下位机和作为LoRa网络节点的LoRa模块，下位机与数控机床的PLC控制系统通过can总线连接，数控机床上设置有与下位机连接的温度传感器以及振动传感器；上位机连接一个作为集中器的LoRa模块，各数控机床监控子系统中的作为LoRa网络节点的LoRa模块与该作为集中器的LoRa模块组成星型LoRa网络；上位机通过wifi模块与后端系统实现网络连接。本实用新型可以实现同时对多个数控机床的实时监测和控制。

技术领域

本实用新型属于数控机床监控系统技术领域，具体涉及一种基于MQTT协议的数控机床网络监测及控制系统。

背景技术

随着Web技术的不断成熟，国内出现了一系列基于嵌入式系统的远程视频监控系统，但其缺陷为只能单一查看设备状态，不能对其进行操作调度。2013年出现了苏宪利等利用Modbus协议和HostLink协议开发的数控机床状态监测系统，其缺陷为只能针对单台设备操作，在2019年栗智航等提出基于FOCAS协议和指令域的数控机床在线监控系统，但仍无法实现多设备、多参数、多系统的远程在线实时控制数控机床。

综上所述，针对传统的数控机床监控方案中监控单一、维护成本高、开发架构老旧、无法完整记录数控机床受损记录，数控机床拥有多个参数，有大量数据传输，需要低带宽且满足传输条件的通讯方式，而MQTT的每个消息头都可以缩短为2个字节，可在不丢失信息基础上最大程度减少流量开销。故有必要提出一种新型架构且能满足生产线对多台设备、多源参数要求的数控机床网络监控系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于MQTT协议的数控机床网络监测及控制系统。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种基于MQTT协议的数控机床网络监测及控制系统，包括前端系统和后端系统，所述前端系统包括N个数控机床监控子系统、上位机和wifi模块；

每个数控机床监控子系统均包括一个数控机床、一个下位机和一个作为LoRa网络节点的LoRa模块，下位机与数控机床的PLC控制系统通过CAN总线连接，数控机床上设置有用于检测数控机床温度的温度传感器以及用于检测数控机床振动信号的振动传感器，温度传感器和振动传感器与下位机连接，所述作为LoRa网络节点的LoRa模块与下位机连接；

所述上位机连接一个作为集中器的LoRa模块，各数控机床监控子系统中的作为LoRa网络节点的LoRa模块与该作为集中器的LoRa模块组成星型LoRa网络；

所述上位机连接wifi模块，上位机通过wifi模块与后端系统实现网络连接。

在上述技术方案中，所述后端系统，包括MQTT服务器和客户端，MQTT服务器和前端系统的上位机之间通过MQTT协议进行数据传输。

在上述技术方案中，所述下位机采用STC12单片机。

在上述技术方案中，所述作为LoRa网络节点的LoRa模块采用SX1278 LoRa芯片，其与下位机通过SPI接线方式连接。

在上述技术方案中，所述温度传感器采用DS18B20温度传感器。

在上述技术方案中，所述振动传感器采用SVM30系列智能化振动倾角传感器，其采用RS485接线方式或者CAN接线方式与下位机连接。

在上述技术方案中，所述上位机采用STM32单片机。

在上述技术方案中，所述与上位机相连的作为集中器的LoRa模块采用SX1278LoRa芯片，其与上位机通过SPI接线方式连接。