广州理工学院 电气与电子工程学院 广东广州
摘要：本项目定位于基于无线传感器物联网技术的生产线异常检测，以传统的人工管理生产线进行升级改造，在传统物联网技术中将无线传感器、手机移动设备、PC机加入生产线检测中，实现实时监控，管理自动化，解放劳动力，设计了一种新型的生产线异常检测系统。采用STM32L071CBT6芯片，具有低功耗特点，节约能源。红外线检测，对产品进行计数以及检测，保证产品的正常运行；采用ESP8266WiFi无线传输模块，实现手机端实时监控，实现无人化智能检测，若生产线2分钟内无物料或出现异常，生产线则自动停止，无线模块使数据传输速度快，大大降低了人工成本、节约了时间。
关键词：生产线异常检测；红外线检测；ESP8266WiFi无线传输
1 引言
本项目是将无线传感器加入到检测系统中。项目创新之处还有将所有检测装置信息与手机移动设备，PC机交互。设置红外线传感器，感应目标辐射的红外线，利用红外线的物理性质来进行测量，对在生产线上经过红外线传感器的目标物进行计数；生产线上2分钟无物料则自动停止，并且通过ESP8266无线传感器模块发送生产线异常的相关信息到手机客户端，通过服务器的连接，实现了在区域网内的手机与模块对生产线异常提示。
2 生产线异常检测系统发展现状
国内现阶段生产线检测还是较为简单，以继电器,传统有线传感器、PLC为主，网络化程度很低；国外日本、欧美生产线自动化程度较高，随着工业技术的不断发展,自动化生产线更新换代的速度也越来越快,网络化、智能化和复杂度也越来越高,对自动化生产线的控制也提出了更高的要求。自动化生产线中的控制信号一旦发生异常,将会降低工业产品的质量，给人们造成重大的经济损失。传统的异常控制信号检测方法具体检测周期长、成本高,且需要停机检测。
3 方案设计
该设计主要涉及的硬件有：模拟生产线的单货道传送机、单片机（型号为STM32L071CBT6）、WIFI无线传感器模块（型号为ESP8266WiFi CP2102）、红外线传感器、开关电源（型号为S-15W-24）。系统的总体设计框图如下图所示：
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图1 系统方框图
4 硬件电路的选择
4.1 单片机的选择
本系统选择STM32L071作为主控芯片，具有低功耗特点，节约能源。STM32L071融高性能、实时性、数字信号处理、低功耗、低电压于一身，同时保持高集成度和开发简易的特点。
4.2 传感器的选择
设置红外线传感器，感应目标辐射的红外线，利用红外线的物理性质来进行测量，对在生产线上经过红外线传感器的目标物进行计数。
4.3 模块的选择
（1）采用ESP8266WiFi CP2102模块，该芯片使用了3.3V直流电源，特点是体积小，功耗低，且价格较低，性能稳定。通过常用的AT指令进行控制，实现手机端实时监控与无人化智能检测。
（2）采用S-15W-24开关电源模块，它使用的是美国德州进口芯片，变压器全铜足功率，耐高温，性能稳定。
5 系统软件设计
本设计采用的是Arduino编程软件，Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台。它的优势在于Arduino IDE可以在Windows、Macintosh OS X、Linux三大主流操作系统上运行，而其他的大多数控制器只能在Windows上开发。并且Arduino IDE基于processing IDE开发。极易掌握，同时有着足够的灵活性。Arduino语言基于wiring语言开发，是对 avr-gcc库的二次封装，编程基础，简单清晰。
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图2 网站的建立
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图3 红外线检测计数
参考文献
[1]陈娟.数字式金属探测器的研究:[学位论文].南昌:南昌大学,2007.
[2]黄永.金属探测器的研究与设计:[学位论文].广州: 华南理工大学,2010.
[3]邱宏斌. 一种基于ESP8266模块的物联网设计思路[J]. 电子世界,2017,16(7):157-161.
[4]李延香,赵蔷,袁辉. 基于Wi-Fi物联网技术的智慧实验室架构研究[J]. 信息技术,2018,42(8):34-38.