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工业物联网研究与开发平台产品简介

工业物联网研究与开发平台是一套完整的工业4.0教学示范平台,以工业生产制造典型场景为案例,使学生了解和掌握工业机器人、物联网传感器、RFID射频识别、无线通信、嵌入式、工业组态编程、移动互联、APP 应用开发、工业生产管理、云服务等技术。平台以物联网工业4.0综合应用、工程实训、项目创新为设计理念,实现对生产制造...
  • 硬件配置
  • 软件资源
  • 实验内容

1、平台简介

该平台包含工业机器人开发系统、物联网传感器开发系统、RFID 开发系统、无线通信开发系统、嵌入式开发系统、工业组态编程开发系统、移动互联开发系统、APP 应用程序开发系统、工业生产管理开发系统、云系统服务开发系统。所有系统均需提供软硬件源码和实验说明手册。

2、系统结构

系统均采用的为铝合金材质架构, 包括有两个物流传送带系统以及两个四轴分拣机器人系统, 实训系统底座具有六个万向轮结构方便移动和搬运, 侧门采用拉手方式可方便进行维护和二次开发。材质为铝型材,尺寸不小于 2500*1800*750mm

3、工业机器人系统

★机器人属四自由度悬挂式并联结构分拣机器人,分拣机器人的空间位置主要由滑动台,垂直移动及水平移动构成。能精准识别所需分拣的物品,同时可主动通过上位机下发命令进行抓取,支持吸盘或抓头多种执行爪具选择。支持二次开发,支持 C++/JAVA 等编程语言,支持机械臂工作温度监测。主要包括:机械臂 2 套、控制器 2 套、滑动台 2 套。

4、智能传送系统

机器臂将货物准确放入传送带,流水线上所货物在经过 RFID 精准识别每个货物的信息,然后将数据上传至上位机,从而达到自动识别,自动操作。主要包括:传送带 2 套、射频识别 2 套、颜色识别 2 套、物料块 20 个、RFID 标签 20 张、位置传感器模组 2 套。

5、机器人工控系统

配套工业控制界面及人际交互系统,集成多组通信接口,对整个机器人、传送带等设备的数据进行集中采集和控制。主要包括:工控机(双核、内存 4G1TB 硬盘、4 个及以上串口、4 个及以上 USB 口)、19 寸显示器。

6、智能监测系统

智能监测系统能及时发现各种安全隐患和违法操作行为, 便于有效处理及制止事态漫延,并为日后提供查询资料,以保障正常运营次序及完善各项管理。主要包括:红外对射安防报警、二氧化碳浓度探测器、温湿度传感器、光照检测传感器、震动检测传感器、烟雾检测传感器、PM2.5 检测传感器、多普勒传感器等感知设备,所有感知设备均要求为工业级别。

7、生产信息播报与异常预警系统

收到订单或者执行某种特定操作时, 播放相关信息; 当监测到实训系统工作异常或者周边环境异常的时,告警灯闪烁以达到警示作用。主要包含语音播报(智能判断识别,订单播报、异常播报)、播报控制器、异常告警器、灯光控制器等。要求开放所有接口。

8、智能组网系统

使用智能感知技术采集车间生产制造过程的现场信息, 构建局域传感器网络并与整个生产车间环境相结合构成物联网络。包括融合 RFID 与无线传感器网络的异构车间无线网络构建、 基于混合分簇与网状结构的空间拓扑及逆向路由算法、 基于分簇树状监测无线网络构建。通过无线 ZigBee 对实训系统的整个运行状况进行检测汇总,然后传输给智能中控,达到集中监测和管理,以实现智能制造无人看管的运行体系。

★智能无线传输节点(按传感器数量配备):双核: ARM Cortex-M3+ZigBee 模块;支持通过 ZigBee 网络批量设置,预留 USB 接口、ARM 调试接口、ZigBee 调试接口、配置接口、RS32 接口、RS485 接口、ADC 接口输入等接口,外壳采用金属氧化防护,工业级应用。

9、远程监控系统

远程视频监控,实时监控工业流水线生产信息。

10、智能中控系统

配套工业控制界面及人际交互系统,集成多组有线通信接口和无线通信接口。

中控网关: 主机箱外壳采用金属外壳封装;CPU 采用 Cortex-A9 内核 S5P4418 芯片;配备 7 寸电容屏;预留 4 RS232 接口、1 USB Device 接口、2 USB Host 接口;通讯模块:ZigBee 协调器、WiFi 协调器、蓝牙协调器;软件支持:Flash 掉电保护功能;支持 JAVAQTC#编程开发。

11、上位机终端管理控制系统

   在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,通过串口和网口的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。上位机主机配备 i7 处理器,内存容量 16G,硬盘容量 1T,显示器 23 英寸

 

 系统采用多层架构且每层架构之间保持相对独立。 智能分拣系统中机器人, 传送带以及其他自动化执行设备采用总线方式通信连接保证其可靠的数据稳定性与高效性, 流水线上传感器采用的无线 ZigBee 自组网方式连接,设备与设备,设备与网关之间采用无线自组网方式通信, 保证了系统的灵活性和扩展性。 在通信上面系统通过网络协调器将流水线上的机器人,流水线自动化设备,总线信息以及无线传感数据汇总解析,实时的与 PLC工业现场逻辑管理系统通信控制,PLC 工业现场管理系统与云端系统结合,形成一套具有物流追溯,工业现场 MES 管理,以及工业流水线数据库管理的智能云系统。在网络层中,系统通过远程消费 APP 管理系统, 物流追溯查看监管 APP 系统以及工厂远程 ERP 管理系统对整个系统运行达到一个个性化定制,实时性监控,智能化管理,数字化运行的一个全自动化数字式物联网工业 4.0 系统。

    开放接口可进行二次开发,可自行将 ZigbeeIPV6BluetoothWIFI 等协议应用模块及传感器控制设备添加到该实训系统中进行自由拓展开发子系统。

——机器人的认识及应用

——机器人编程

——机器人多台协作

——步进电机驱动技术

——机器人的基本结构

——机器人的运动控制

——图像处理技术

——单片机编程及485接口通讯

——PLC 编程

——MatLab 编程

——气动回路

——LabVIEW 编程

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