CN101435859B - 一种远程校准方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及仪器的校准领域，所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种方便校准机构对大量仪器和设备进行远程监控的远程校准方法及其系统。其方法是远程客户端通过网络向校准中心传送校准请求和校准环境参数；经校准中心审核校准请求和校准环境参数符合要求；校准中心从校准项目数据库中提取相应校准文件、仪器控制文件和数据处理文件并对这些文件进行加密处理，通过网络传送至远程客户端；接下来远程客户端执行标准源对待校准仪器进行校准，并通过网络向校准中心回传校准过程；最后校准中心记录校准过程和结果。应用构件式远程校准系统，为开发高性能的校准系统提供了极大的便利。

Description

一种远程校准方法及其系统

技术领域

本发明涉及仪器的校准领域，更具体的说是一种电子仪器设备的远程校准方法及其系统。

背景技术

随着计算机技术、网络技术的高速发展及其在电子测量技术中的广泛应用，新的测试理论、测试方法不断出现。远程校准技术结合了硬件通讯技术、网络技术和校准项目数据库技术，使信号采集、处理、存储、传输和管理一体化，一方面可以使许多昂贵的硬件资源得以共享，另一方面还便于校准系统的扩展、校准效率的提高。如FLUKE的MET CAL、AGILENT的IO和NI的Labview，在企业中得到了比较广泛的应用，但在校准机构的应用却有所限制。

这主要是因为在校准机构作为独立的第三方监督机构，需要对大量的设备和仪器进行校准。而且相对于普通商业机构或制造厂，校准机构有更为严格的校准机制和程序，因此很多工厂需要对设备或仪器自己进行校准外，还需要进一步送到校准机构进行校准。这样不仅大大降低了仪器设备的使用效率，而且对于大件的设备或仪器，需要校准机构外派专业的人员到当地进行校准，十分不方便。校准机构和厂方均同时购置校准设备，造成资源的大量浪费。

在另一方面由于校准机构需要对各种不同的设备或仪器进行校准，所以对对整个校准系统要求很灵活，很多地方要求自定义，包括数据采集、数据处理、证书呈现等方面。因此，构建易于扩展、适用性强的构件式远程校准系统已经成为校准技术发展的趋势。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种方便校准机构对大量仪器和设备进行远程监控的方法和系统。

首先本发明设计了一种远程校准方法，包括以下步骤：

①远程客户端通过网络向校准中心传送校准请求和校准环境参数；

②校准中心审核校准请求和校准环境参数是否符合要求；

③当校准请求和校准环境参数符合要求时，校准中心从校准项目数据库中提取相应的校准项目，包括校准文件、仪器控制文件等资源，并通过网络传送至远程客户端；

④远程客户端由校准项目控制模块根据校准项目控制标准源对待校准仪器进行校准，同时待校准仪器控制模块控制待校准仪器响应校准命令。在校准的过程中，校准数据采集和处理模块不断的采集标准源、待校准仪器、温度探头及监控摄像头的参数并传送到校准中心；

⑤校准中心记录校准过程和结果。

本方法将校准的校准项目存储在校准中心，即校准机构所在地，保证了校准程序和参数严格按照校准机构设定的程序进行。并同时传送校准环境参数至校准中心，校准中心审核校准所在的环境参数符合标准才准许校准进行，保证了校准的准确性。校准中心全程记录校准过程和结果，保证了校准过程的公正性。而且校准中心只需将校准项目发送到远程客户端即可，由远程客户端执行标准源进行校准即可。待校准仪器和标准源均设置在远程客户端，无需邮寄到校准中心，一方面无需移动待校准仪器，保证了校准的准确性；另一方面校准中心无需设置大量标准源，大大减少了校准中心的成本，也减少了重复的资源浪费。

本发明方法还可以包括以下步骤：

⑥在完成上述整个校准过程后，校准中心审核回传待校准仪器的校准参数是否符合标准；

⑦当校准参数符合标准时，校准中心生成校准证书并发送到远程客户端。

校准机构作为一个权威的第三方，当仪器或设备被校准合格之后，给经过校准的仪器或设备颁发证书以证明其为经过严格校准的设备。本发明通过电子证书的形式，全自动的程序，实现远程、快捷的校准证书颁发，节省了程序，缩短时间，提高效率。在前述严格的校准过程和监控下，本发明方法能够高效、高质的处理大量的校准工作。

由于被校准的仪器或设备多种多样，校准机构需要不断的更新和增加校准项目，即使是这样也无法实时的与企业或工厂的设备更新同步。为了缩短滞后的时间，实现资源共享，校准机构允许企业或工厂自己制作并上传自定义的校准项目，具体包括以下步骤：

⑧在远程客户端制作自定义校准项目，上传至校准中心进行审核；

⑨校准中心审核上传的自定义校准项目是否符合标准；

⑩当自定义校准项目符合标准时，校准中心将审核通过的自定义校准项目存入校准项目数据库中，并将结果通知远程客户端。

上传的自定义校准项目需要经过严格的审核才能发布作为共用的校准项目，这种方式有利于企业或工厂与校准机构之间的互动，实现各个企业、工厂或校准机构之间的资源共享和信息共享，促进信息的流通，提高校准效率，减少重复性工作。

为了使本方法能够适用于多种不同的仪器设备，便于网络传送和加密，有利于校准过程中及时修改参数，本发明的校准中心采用XML文件格式制作校准项目、记录校准过程和结果。校准项目和待校准仪器采用XML文件存储相关指令，校准现场可以方便的更改相关指令来达到控制仪器的目的，采集的数据也以XML的格式存放到内存中并发送给校准中心。校准过程和结果以XML文件形式存在，这种标准的文件格式一方面易于存储，另一方面也给其他应用程序的读取与调用提供了方便。

基于上述方法本发明设计了一种远程校准系统，结构包括：对待校准仪器进行校准的标准源；设置、审核校准项目和监控校准过程的校准中心；和连接远程客户端和校准中心的网络；所述远程客户端包括标准源、待校准仪器、环境监控设备和远程校准主机，标准源、待校准仪器和环境监控设备通过远程校准主机连接校准中心；所述校准中心包括校准监控服务器和校准项目数据库。

所述远程校准主机包括控制中心，控制标准源执行校准程序的校准项目控制模块，控制待校准仪器响应校准程序的待校准仪器控制模块，从标准源和待校准仪器采集和处理校准数据的数据采集和处理模块，以及与校准中心进行数据传送的网络通讯模块。

所述校准监控服务器包括用于连接远程客户端、进行通讯和用户登录的用户鉴权模块、用于生成校准项目的校准项目定制模块、用于监控校准过程的监控模块、用于控制整个校准过程的校准指令模块和记录校准过程的记录模块。

为了实现校准证书颁发功能，所述校准中心还包括审核校准数据和生成校准证书的证书生成模块。

环境监控设备包括温度探头和监控摄像头。现有一般的企业或工厂自身的校准实验室的建设一般符合标准，而其最容易忽略或轻视的就是对校准环境温度的监控。因此本发明无需对校准环境的所有参数进行监控，只需要监控温度参数即可，这样有利于提高网络的实时传送，保证校准监控的同步性和准确性。另一方面设有监控摄像头对整个校准进行实时的监控，保证校准人员操作的准确性，在校准人员出错的时候能够及时纠正。分离校准操作和监控两方面的工作，避免了原由校准机构工作人员单一的进行校准和自我监控工作，有利于克服校准人员习惯性操作不当和主观错误，提高校准的准确性。

为了保证数据传送的准确性，本发明标准源与待校准仪器和远程校准主机之间通过DB9交叉电缆或GPIB电缆连接。

本发明是远程校准技术与网络技术的结合，及其在校准机构中的应用，是对传统校准方式的一场革命。应用构件式远程校准系统，为开发高性能的校准系统提供了极大的便利。远程校准系统的智能化进一步加强、标准化程度进一步提高、网络化进一步发展。

附图说明

图1为本发明的系统结构图；

图2为本发明远程校准主机的详细结构图；

图3为本发明校准监控服务器的详细结构图；

图4为本发明校准过程的流程图；

图5为本发明上传自定义校准项目的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步的论述。标准源以FLUKE 5520A为例、待校准仪器以FLUKE 45为例，采用并联方式，数据电缆采用DB9交叉线。

如图1所示的一种远程校准系统，包括：对待校准仪器进行校准的远程客户端2；设置、审核校准项目和监控校准过程的校准中心1；和连接远程客户端2和校准中心1的网络3。所述远程客户端2包括远程校准主机21，和与远程校准主机21连接的标准源22、温度探头23及监控摄像头24。标准源22通过专用电缆连接待校准仪器4，待校准仪器4和标准源22通过DB9交叉电缆或GPIB电缆连接远程校准主机21进行数据通讯，保证了数据传输的准确性。上述的校准中心1包括校准监控服务器11和校准项目数据库12。

从图2和图3可以进一步了解上述构件的详细结构。如图2所示，所述远程校准主机21包括控制中心211，控制标准源22执行校准程序的校准项目控制模块212，控制待校准仪器4响应校准程序的待校准仪器控制模块213，从标准源22、待校准仪器3、温度探头23及监控摄像头24采集和处理校准数据的数据采集和处理模块215，以及与校准中心1进行数据传送的网络通讯模块214。结合图3可见，所述校准监控服务器11包括用于连接远程客户端、进行通讯和用户登录的用户鉴权模块111，连接用户鉴权模块111、用于生成校准项目的校准项目定制模块112，用于监控校准过程的监控模块114，用于控制整个校准过程的校准指令模块113、记录校准过程的记录模块115和审核校准数据和生成校准证书的证书生成模块116。校准项目定制模块112和校准指令模块113与校准项目数据库12连接，证书生成模块116连接记录模块115。

结合系统图和图4、5的流程图进一步解释本发明的远程校准过程，首先远程客户端2通过网络3远程登录到校准中心1。通过用户鉴权模块111审核登录的是否为合法用于，如果为非法用户则拒绝予以登录，合法用于给予批准登录到校准中心1系统上。登录之后，控制中心211将请求校准的具体请求和从温度探头23及监控摄像头24获得的温度参数及视频图像传送到校准中心1进行审核。校准指令模块113审核校准请求、温度参数是否符合校准的要求。如果符合要求，校准指令模块113按远程客户端2的请求从校准项目数据库12中选择对应的校准项目，并通过网络3传送到远程客户端2。

当远程客户端2收到从校准中心1的校准项目后，控制中心211将校准项目传送到校准项目控制模块212，由校准项目控制模块212根据校准项目控制标准源22对待校准仪器4进行校准，同时待校准仪器控制模块213控制待校准仪器4响应校准命令。在校准的过程中，校准数据采集和处理模块215不断的采集标准源22、待校准仪器4、温度探头23及监控摄像头24的参数并传送到校准中心1。校准中心1通过监控模块114全程监控校准过程，一旦发现校准操作不符合要求或参数异常，可以中止或强制停止校准过程。通过监控模块114还可以给予远程客户端2进行远程指导或控制。

在校准的过程中，校准中心1的记录模块115记录整个校准过程和获得的结果。当校准结束后，证书生成模块116审核记录模块115中的参数和结果是否符合要求，如果待校准仪器4已经被校准到符合要求，则生成校准证书发送到远程客户端2，对此校准过程予以肯定。

当校准中心1校准项目数据库12的不具有远程客户端2所要校准的待校准仪器4的校准项目时，用户可以上传自定义的校准项目到校准中心1。自定义的校准项目他通过校准中心1则可以成为正式的校准项目，存入校准项目数据库12中。此校准项目还可以进一步开放为其他远程客户端2共享，降低成本，提高效率。

上述过程中校准现场需要定制的模块主要有校准项目控制模块、待校准仪器控制模块、数据采集模块、数据处理模块、网络通讯模块等，为了更好地满足校准机构的灵活性要求，标准源和待校准仪器采用XML文件存储相关指令，校准现场可以更改相关指令来达到控制仪器的目的，采集的数据也以XML的格式存放到内存中并发送给校准中心。另外，系统还添加了暂停和停止校准的指令，在异常的情况下可以终止校准过程。由于整个校准过程时效性强，交互频繁，但信息量不大，校准系统采用实时连接方式，客户端发送请求信息，服务器端接收到后解析请求，然后回送应答信息。从通讯的角度看，主要有两种，一为FLUKE5520A和FLUKE 45的通讯，采用DB9交叉电缆，语言为SCPI；另一种为校准现场和校准中心的通讯，采用TCP/IP协议进行通讯。

为了系统更加灵活，还可以进一步采用面向对象编程方式，针对某一特定校准过程能定制一套校准解决方案，在本例中，就要定制仪器参数，如接口类型，接口地址，波特率、停止位、数据位等；定制一个校准文件，包括控制FLUKE5520A的指令和采集FLUKE 45的指令，采样时间间隔等参数；定制一个数据处理模块，包括采样数据处理、数据加密等内容；定制一个水晶报表，展示校准证书内容。

Claims (10)

1.一种远程校准方法，其特征在于包括以下步骤：

①远程客户端通过网络向校准中心传送校准请求和校准环境参数；

②校准中心审核校准请求和校准环境参数是否符合要求；

③当校准请求和校准环境参数符合要求时，校准中心从校准项目数据库中提取相应的校准项目，并通过网络传送至远程客户端；

④远程客户端由校准项目控制模块根据校准项目控制标准源对待校准仪器进行校准，同时待校准仪器控制模块控制待校准仪器响应校准命令，在校准的过程中，校准数据采集和处理模块不断的采集标准源、待校准仪器、温度探头及监控摄像头的参数并传送到校准中心；

⑤校准中心记录校准过程和结果。

2.根据权利要求1所述的远程校准方法，其特征在于还包括以下步骤：

⑥在完成上述整个校准过程后，校准中心审核回传待校准仪器的校准参数是否符合标准；

⑦当校准参数符合标准时，校准中心生成校准证书并发送到远程客户端。

3.根据权利要求1或2所述的远程校准方法，其特征在于还包括以下步骤：

⑧在远程客户端制作自定义校准项目，上传至校准中心进行审核；

⑨校准中心审核上传的自定义校准项目是否符合标准；

⑩当自定义校准项目符合标准时，校准中心将审核通过的自定义校准项目存入校准项目数据库中，并将结果通知远程客户端。

4.根据权利要求1或2所述的远程校准方法，其特征在于校准中心采用XML文件格式制作校准项目、记录校准过程和结果。

5.一种基于权利要求1所述远程校准方法的系统，其特征在于系统包括：

对待校准仪器进行校准的远程客户端；

设置、审核校准项目和监控校准过程的校准中心；

连接远程客户端和校准中心的网络；

所述远程客户端包括标准源、待校准仪器、环境监控设备和远程校准主机，标准源、待校准仪器和环境监控设备通过远程校准主机连接校准中心；

所述校准中心包括校准监控服务器和校准项目数据库。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于所述远程校准主机包括控制中心，控制标准源执行校准程序的校准项目控制模块，控制待校准仪器响应校准程序的待校准仪器控制模块，从标准源和待校准仪器采集和处理校准数据的数据采集和处理模块，以及与校准中心进行数据传送的网络通讯模块。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于所述校准监控服务器包括用于连接远程客户端、进行通讯和用户登录的用户鉴权模块，用于生成校准项目的校准项目定制模块，用于监控校准过程的监控模块，用于控制整个校准过程的校准指令模块和记录校准过程的记录模块。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于所述校准中心还包括审核校准数据和生成校准证书的证书生成模块。

9.根据权利要求5或6或7或8所述的系统，其特征在于环境监控设备包括温度探头和监控摄像头。

10.根据权利要求5或6或7或8所述的系统，其特征在于标准源与待校准仪器和远程校准主机之间通过DB9交叉电缆或GPIB电缆连接。

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