國(guó)內(nèi)制造業(yè)的設(shè)備維修管理服務(wù)需求不斷攀升。迫切需要研發(fā)面向大型裝備的維修、維護(hù)和大修MRO（Maintenance， Repair and Overhaul）協(xié)作平臺(tái)，為裝備制造企業(yè)、裝備用戶(hù)企業(yè)和裝備服務(wù)企業(yè)提供全面的數(shù)字化解決方案和信息化集成技術(shù)，推動(dòng)制造服務(wù)業(yè)跨越式發(fā)展［1］。目前，雖然對(duì)鋼鐵連鑄設(shè)備的MRO協(xié)作平臺(tái)的研究已有一定的成果，但還有一些不足：（1）由于缺少有效的信息通信機(jī)制，不能自動(dòng)、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、詳細(xì)地獲取連鑄設(shè)備的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、生產(chǎn)加工等信息，造成鋼鐵企業(yè)的連鑄生產(chǎn)線(xiàn)與企業(yè)信息化系統(tǒng)之間無(wú)法實(shí)現(xiàn)緊密的信息集成。（2）由于連鑄生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備構(gòu)造復(fù)雜，生產(chǎn)環(huán)境非常惡劣，設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸頻繁，從而使得難以對(duì)全部的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。
　　本文正是在這種背景下，提出M2M（Machine to Machine）技術(shù)在此協(xié)作平臺(tái)中應(yīng)用。M2M即機(jī)器與機(jī)器之間的通信，通過(guò)一些通信模塊實(shí)現(xiàn)機(jī)器與機(jī)器之間數(shù)據(jù)交換［2］。其具有以下優(yōu)點(diǎn)：無(wú)需人工干預(yù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳，提高了信息處理效率；數(shù)據(jù)集中處理與保存，實(shí)現(xiàn)信息集中管理；數(shù)據(jù)保存時(shí)間長(zhǎng)，存儲(chǔ)安全；可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制，時(shí)效性高；無(wú)線(xiàn)方式傳輸數(shù)據(jù)，監(jiān)控終端運(yùn)行狀態(tài)，保障業(yè)務(wù)穩(wěn)定運(yùn)行。利用M2M的關(guān)鍵技術(shù)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)ZigBee技術(shù)和CDMA遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)信息傳輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從傳感器到測(cè)控中心的遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)傳輸方案，解決了鋼鐵連鑄設(shè)備的MRO協(xié)作平臺(tái)面臨的問(wèn)題。
　　1 鋼鐵連鑄設(shè)備數(shù)據(jù)采集總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
　　鋼鐵連鑄設(shè)備數(shù)據(jù)采集總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。主要包括連鑄設(shè)備（A，…，N）采集節(jié)點(diǎn)模塊、傳感器及鋼鐵連鑄設(shè)備參數(shù)的局域網(wǎng)、CDMA無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)、鋼鐵連鑄設(shè)備遠(yuǎn)程服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)以及遠(yuǎn)程用戶(hù)終端等幾個(gè)部分。
　　
　　其中，連鑄設(shè)備采集節(jié)點(diǎn)模塊組成無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)，采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，基于TI公司的ZigBee技術(shù)方案，即CC2430芯片結(jié)合無(wú)線(xiàn)ZigBee協(xié)議線(xiàn)實(shí)現(xiàn)的ZigBee MESH網(wǎng)［2］，如圖1所示。ZigBee網(wǎng)絡(luò)中包含傳感器節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器和匯聚節(jié)點(diǎn)3種設(shè)備。協(xié)調(diào)器通過(guò)433 MHz射頻技術(shù)組成一個(gè)星型網(wǎng)絡(luò)，ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點(diǎn)可以將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)礁髯缘膮f(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器將數(shù)據(jù)匯總后，再通過(guò)433 MHz射頻技術(shù)傳送到星型網(wǎng)匯集器，即整個(gè)系統(tǒng)的匯聚節(jié)點(diǎn)，然后通過(guò)CDMA技術(shù)，將采集數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)CDMA網(wǎng)絡(luò)和Internet對(duì)接，最終把數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程服務(wù)器。該系統(tǒng)的關(guān)鍵電路包括ZigBee無(wú)線(xiàn)傳輸模塊接口和CDMA無(wú)線(xiàn)通信模塊接口兩部分。
　　2 鋼鐵連鑄設(shè)備數(shù)據(jù)采集硬件設(shè)計(jì)
　　鋼鐵連鑄設(shè)備數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心是連鑄設(shè)備傳感器節(jié)點(diǎn)，傳感器節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)包括傳感器模塊、微處理器模塊（由嵌入式系統(tǒng)構(gòu)成，包括CPU、存儲(chǔ)器等）、無(wú)線(xiàn)通信模塊和電源模塊四個(gè)單元，如圖2所示。其中，傳感器模塊完成監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)信息的采集和信號(hào)轉(zhuǎn)換；處理器模塊負(fù)載控制整個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的操作、存儲(chǔ)和處理本身采集的數(shù)據(jù)；無(wú)線(xiàn)通信模塊負(fù)責(zé)與其他傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信，交換控制信息和收發(fā)采集數(shù)據(jù)；電源管理模塊為其他功能模塊單元提供正常工作所必需的能源。