CN103954186A - 面向数显检测工具的质检数据采集终端及数据采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向数显检测工具的质检数据采集终端及数据采集方法，用于便携式小型数显检测工具的质检数据自动采集、处理、发送和结果展示。所述终端包括主控芯片、电源模块、功能操作按键、串口转换连接线、串口通讯单元、无线收发单元、LCD显示屏、LED三色(红、黄、绿)灯和蜂鸣器；所述质检数据采集终端通过串口转换连接线与数显检测工具相联；所述主控芯片通过所述串口通讯单元和串口转换连接线自动读取数显检测工具的质检数据；所述无线收发单元与质量服务器之间通过基于ZigBee的无线传感器网络进行通信。本发明提供的质检数据采集终端与数显检测工具相连，具备无线通讯功能，低功耗，体积小，便携性好，通用性强，使用方便，功能较为强大。

Description

面向数显检测工具的质检数据采集终端及数据采集方法

技术领域

本发明涉及质量检测数据采集领域，尤其涉及一种面向数显检测工具的质检数据采集终端及数据采集方法。

背景技术

在日趋激烈的市场竞争压力下，质量已成为产品制胜的法宝，好的质量管控体系有助于提高企业的生产效率，提高产品的性能，减少出错率。质量管控功能的实现依赖于底层质量数据的实时采集，一个高效、经济、准确的数据采集系统十分重要。游标卡尺、内径百分表、三爪量枪、深度尺等是工厂常见的便携式检测工具，随着科技的发展，这些小型检测工具已经具有数显功能，满足了检测数据的数字显示需求。无线通信和单片机技术的发展给检测工具带来了新的契机，使得无线、实时、自动的采集系统得以实现。

现今很多品牌的检测工具已经集成了无线通信(蓝牙、WIFI等)功能(http：／／www.mahrsuzhou.com.cn／offer／1298937340.html)，可以将自身测得的数据无线发送至接收机。申请号CN201220145886.5的实用新型专利“无线数显游标卡尺”公开了一种无线数显游标卡尺，将数显游标卡尺的数字无线发送至电脑，为后续的利用开发提供了一定的借鉴意义。

虽然现有的技术已经具有将数显卡尺等便携式小型检测工具测得的质量数据通过无线发送至接收终端的能力，但往往体积和能耗较大，需外接电源，便携性不佳，并且功能较为简单，不具备数据的平均值计算、成组发送、撤销等功能，不具备质量数据的合格性判断、结果的声色展示和报警功能。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是针对数显卡尺等便携式小型数显检测工具，提供一种简单方便的质检数据采集终端，该终端类似于手机大小，通过锂电池供电，通过数据线与数显检测工具的输出接口相连，可以实现检测数据的自动获取与简单处理、将检测数据无线发送至远程的质量服务器、无线获取该检测数据的合格性判断结果、并通过声光形式进行展示或报警等功能。

为实现上述目的，本发明提供了一种面向数显检测工具的质检数据采集终端，用于质检数据的自动采集、处理、发送和结果展示。所述质检数据采集终端包括主控芯片、电源模块、功能操作按键、串口转换连接线、串口通讯单元、无线收发单元和LCD显示屏。所述串口转换连接线长3～5米，一端为串口，一端为数显检测工具的专用接口；所述便携式质检数据采集终端通过串口转换连接线和数显检测工具相联，通过无线收发单元和质量服务器远程无线相联；所述主控芯片包括微处理器、存储区、通用输入输出端口和外设；所述主控芯片通过所述串口通讯单元和串口转换连接线自动读取数显检测工具的质检数据，并将该数据存入其存储单元中；所述无线收发单元采用分布式寻址方案及简化的AODV路由，与质量服务器之间通过基于ZigBee的无线传感器网络进行通信，将采集到的质量数据经过简单处理后按规定格式发送到质量服务器，进行合格性判断和SPC分析，并将结果反馈回所述主控芯片；所述功能操作按键用于实现所述数据采集终端的数据发送和删除、检验项目选择、测量分组数目和每组样本大小的设置；所述LCD显示屏用于检测数据和检测结果显示。

在本发明的较佳实施方式中，所述主控芯片为TI公司的CC2530，所述CC2530支持IEEE802.15.4／ZigBee／ZigBee RF4CE标准。

在本发明的较佳实施方式中，所述便携式小型数显检测工具包括数显卡尺、数显内径百分表、数显三爪量枪和数显深度尺。

在本发明的另一较佳实施方式中，所述数据采集终端还包括LED三色灯和蜂鸣器，若采集到的数据质检合格且SPC受控，则所述LCD屏显示结果值及“合格”，所述LED绿灯亮，若采集到的数据质检合格但SPC失控，则所述LCD屏显示结果值及“合格但SPC失控”，所述LED黄灯亮，并且所述蜂鸣器报警，若采集到的数据质检不合格，则所述LCD屏显示结果值及“不合格”，所述LED红灯亮，并且所述蜂鸣器报警。

一种面向数显检测工具的质检数据采集终端的数据采集方法，用于数显卡尺等小型数显检测工具的数据采集，包括如下步骤：

步骤一：通过所述功能按键，选择需要检测的质量项目，选择测量的分组数目和每组的样本大小，选择检测员；

步骤二：所述主控芯片通过串口从数显检测工具自动采集到该质量项目的单次检测数据；

步骤三：根据预设定的样本大小自动求得每组样本的平均值，在出现测量操作失误的情况下，可通过所述功能按键，删除单次测量数据；

步骤四：点击所述功能按键的发送按键，通过所述无线发送单元将单组或多组质检数据发送到质量数据分析与处理服务器；

步骤五：所述质量服务器接收到所述数据后，对所述质检数据进行存储，并进行合格性判断和SPC分析，将判断分析结果反馈回所述质检数据采集终端并进行显示。

在本发明的较佳实施方式中，所述步骤一中通过选择分组数目来确定批量发送的样本数量，通过选择样本大小来确定每个样本需要检测的数量，通过选择检测员来记录检测的人员信息。

在本发明的较佳实施方式中，所述步骤三在指定样本大小的数据全部采集完后，可以自动求得样本平均值，并作为单组质检结果。

在本发明的较佳实施方式中，所述步骤四中所述数据发送方式设定为单次发送，所述数据采集终端每获得一组质检结果数据后便发送至所述质量服务器，发送数据的格式为：质量项目ID+“～”+质检结果值+“～”+检测员ID。

在本发明的较佳实施方式中，所述步骤四中所述数据发送方式设定为批量发送，当采集的数据组数达到预定的分组数量后，进行成组发送，发送数据的格式为：质量项目ID+“～”+质检结果值1+“～”+质检结果值2+“～”+…+质检结果值n+“～”+检测员ID。

在本发明的较佳实施方式中，所述步骤五中所述质量服务器接收到所述数据后进行以下操作：

(5a)对接收的数据进行解析，得到质量项目ID、质检结果值和检测员ID；

(5b)根据该质量项目的规格要求和SPC标准控制图对质检结果进行判断分析，得到三种结果：0-质量合格且SPC受控，1-质量合格但SPC失控，2-质量不合格，然后将结果反馈至所述质检数据采集终端，若为0则所述LCD显示屏显示结果值和“合格”，所述LED绿灯亮，若为1则所述LCD显示屏显示结果值和“合格但SPC失控”，LED黄灯亮，所述蜂鸣器报警，若为1则所述LCD显示屏显示结果值和“不合格”，LED红灯亮，所述蜂鸣器报警；

(5c)将质量项目、质检结果值、合格性结果、检测员、检测时间(当前时间)等信息记入检测结果记录表中，作为质量检测档案进行保存。

本发明提供的面向数显检测工具的质检数据采集终端及数据采集方法优点如下：

(1)体积小，便携性好，可以放入检测员的口袋并通过数据线和检测工具相连，对检测操作没有妨碍；

(2)可以自动读取数显检测工具的读数，利用ZigBee无线通信技术与质量服务器进行数据发送，具有远距离、低成本、低功耗特征；

(3)通用性较好，对于同一品牌的各类数显检测工具均可以进行数据的读取处理，具有很大的经济价值；

(4)可以对质量检验项(如长度、内外径、深度等)进行选择，将各项数据分类存储至服务器，提高检测数据的管理效率；

(5)可以提示检验员根据特定的检验项目选择相应的数显检测设备，如数显游标卡尺，数显内径百分表，数显三爪量枪，数显深度尺等等；

(6)可以预先设定样本大小，并自动求得该样本大小测量次数的平均值作为实测结果；

(7)可以对数据进行批量成组发送，提高发送效率，降低能量消耗；

(8)通过ZigBee无线通信技术接收质量服务器的处理结果，并通过LCD、LED和蜂鸣器进行结果的声色展示和报警。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例的质检数据采集终端组成框图。

具体实施方式

如图1所示，一种面向数显检测工具的质检数据采集终端，用于质检数据的自动采集、处理、发送和结果展示。采集终端和手机相似大小，可方便地放入口袋，包括主控芯片、电源模块、功能操作按键、串口转换连接线、串口通讯单元、无线收发单元、LCD显示屏、LED三色(红、黄、绿)灯和蜂鸣器。串口转换连接线长3～5米，一端为串口，一端为数显检测工具的专用接口。采集终端通过串口转换连接线和数显检测工具相联，通过无线收发单元和质量服务器远程无线相联。主控芯片包括微处理器、存储区、通用输入输出端口和外设，主控芯片通过串口通讯单元和串口转换连接线自动读取数显检测工具的质检数据，并将该数据存入其存储单元中，无线发送单元采用Z-STACK协议栈，采用分布式寻址方案及简化的AODV路由，用于实现无线网络的建立，网络节点的加入和删除，路由的选取等功能。通过对协议栈的应用，采集终端可以和质量服务器建立无线通信链路，将采集到的质量数据经过简单处理后按规定格式发送到质量服务器，进行合格性判断和SPC分析，并将结果反馈回主控芯片，功能操作按键用于采集终端的数据发送和删除、检验项目选择、测量分组数目和每组样本大小的设置，LCD显示屏用于检测数据和检测结果显示，LED三色灯用于质检结果的有色展现，蜂鸣器用于质量异常报警.

在本发明的实施例中，主控芯片为TI公司最新推出的ZigBee新一代SOC芯片CC2530，它是真正的片上系统解决方案，支持IEEE802.15.4／ZigBee／ZigBeeRF4CE标准。拥有较大的闪存空间最多达256K字节；很大的RAM空间；允许芯片无线下载／空中升级；支持系统编程。此外，CC2530结合了一个完全集成的，高性能的RF收发器与一个增强型8051微处理器以及其他强大的支持功能和外设。

采集终端还包括LCD显示屏、LED三色灯和蜂鸣器，若质检数据合格且SPC受控，则所述LCD屏显示结果值及“合格”，所述LED绿灯亮，若质检数据合格但SPC失控，则所述LCD屏显示结果值及“合格但SPC失控”，所述LED黄灯亮，并且所述蜂呜器报警，若质检数据不合格，则所述LCD屏显示结果值及“不合格”，所述LED红灯亮，并且所述蜂鸣器报警。

一种面向数显检测工具的质检数据采集终端的数据采集方法，用于数显检测设备的数据采集、处理、发送、结果获取和展示，包括如下步骤：

(1)质检数据采集设置。

按下功能按键的菜单按钮，进入检测项目选择功能，会在LCD显示屏上面显示本零件所需要检测的所有项目，如长度，深度，直径等，通过选择和确认按键可以实现LCD检验菜单中光标的上下移动，以选择所需的检测项目。主控芯片会加入相应的标识符以判断为哪类检验项。

按下功能按键的菜单按钮，进入测量分组数目设定功能，通过增、减按钮设定分组数目。

按下功能按键的菜单按钮，进入样本大小设定功能，通过增、减按钮设定样本大小。

按下功能按键的菜单按钮，进入检测员设定功能，通过LCD显示屏选择检测员。

步骤四：点击所述功能按键的发送按键，通过所述无线发送单元将单组或多组质检数据发送到质量数据分析与处理服务器；

步骤五：所述服务器接收到所述数据后，对所述质检数据进行存储，并进行合格性判断和SPC分析，将判断分析结果反馈回所述质检数据采集终端并进行显示。

(2)主控芯片从数显检测工具采集该项目的数据。

以马尔数显卡尺为例，具有四个外接数据端口，分别为-Vdd、DTR、Txd和+Vdd，其中vdd为电源线，Txd为数据线，DTR为脉冲信号线，为数据通信提供脉冲信号。通过在Vdd引脚上面输入+3.3V和0V的电压，提供数据传输时的电能消耗。通过采集终端主控芯片CC2530的某个通用输入输出引脚，模拟输出DTR引脚线上的脉冲，在TXD引脚线上就会有相应的数据输出，然后由采集终端的串口接收该数据即可得到该数显卡尺的读数，并将串口得到的数据存储至主控芯片的存储区。

(3)数据处理。

根据预设定的样本大小自动求得每组样本的平均值，在出现测量操作失误的情况下，可通过功能按键的删除按键，删除单次测量数据；

(4)将采集的数据发送到质量管理体系的服务器中。

数据发送方式有两种：单次发送和批量发送。

采用单次发送时，每获得一组质检结果数据后，通过点击功能按键的发送按键，将数据通过ZigBee网络发送至质量服务器，发送数据的格式为：质量项目ID+“～”+质检结果值+“～”+检测员ID。

采用批量发送时，当采集的数据组数达到预定的分组数量后，通过点击功能按键的发送按键，将成组数据通过ZigBee网络发送至质量服务器，发送数据的格式为：质量项目ID+“～”+质检结果值1+“～”+质检结果值2+“～”+…+质检结果值n+“～”+检测员ID。

(5)服务器接收、处理并反馈结果数据。

(a)对接收的数据进行解析，得到质量项目ID、质检结果值和检测员ID；

(b)根据该质量项目的规格要求和SPC标准控制图对质检结果进行判断分析，得到三种结果：0-质量合格且SPC受控，1-质量合格但SPC失控，2-质量不合格，然后将结果反馈至所述质检数据采集终端，若为0则所述LCD显示屏显示结果值和“合格”，所述LED绿灯亮，若为1则所述LCD显示屏显示结果值和“合格但SPC失控”，LED黄灯亮，所述蜂鸣器报警，若为1则所述LCD显示屏显示结果值和“不合格”，LED红灯亮，所述蜂鸣器报警；

(c)将质量项目、质检结果值、合格性结果、检测员、检测时间(当前时间)等信息记入检测结果记录表中，作为质量检测档案进行保存。

本实施例提供的数据采集装置和数据采集方法不仅适用于数显卡尺，还可以应用于数显内径百分表，数显三爪量枪，数显深度尺等数显设备。该装置在使用时可以提示检验员根据特定的检验项目选择相应的数显检测设备。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种面向数显检测工具的质检数据采集终端，其特征在于，包括主控芯片、电源模块、功能操作按键、串口转换连接线、串口通讯单元、无线收发单元和LCD显示屏，所述串口转换连接线长3～5米，一端为串口，一端为数显检测工具的专用接口；所述便携式质检数据采集终端通过串口转换连接线和数显检测工具相联，通过无线收发单元和质量服务器远程无线相联；所述主控芯片包括微处理器、存储区、通用输入输出端口和外设；所述主控芯片通过所述串口通讯单元和串口转换连接线自动读取数显检测工具的质检数据；所述无线收发单元采用分布式寻址方案及简化的AODV路由，与质量服务器之间通过基于ZigBee的无线传感器网络进行通信，将采集到的质量数据经过简单处理后按规定格式发送到质量服务器，进行合格性判断和SPC分析，并将结果反馈回所述主控芯片；所述功能操作按键用于实现所述数据采集终端的数据发送和删除、检验项目选择、测量分组数目和每组样本大小的设置；所述LCD显示屏用于检测数据和检测结果显示；所述LED三色灯用于质检结果的有色展现，所述蜂鸣器用于质量异常报警。

2.如权利要求1所述的质检数据采集终端，其特征在于，所述主控芯片为TI公司的CC2530，支持IEEE802.15.4／ZigBee／ZigBee RF4CE标准。

3.如权利要求1所述的质检数据采集终端，其特征在于，所述数据采集终端还包括LED三色灯和蜂鸣器，若采集到的数据质检合格且SPC受控，则所述LCD屏显示结果值及“合格”，所述LED绿灯亮，若采集到的数据质检合格但SPC失控，则所述LCD屏显示结果值及“合格但SPC失控”，所述LED黄灯亮，并且所述蜂鸣器报警，若采集到的数据质检不合格，则所述LCD屏显示结果值及“不合格”，所述LED红灯亮，并且所述蜂鸣器报警。

4.如权利要求1所述的质检数据采集终端，其特征在于，所述数显检测工具包括带有输出接口的数显卡尺、数显内径百分表、数显三爪量枪和数显深度尺。

5.一种使用如权利要求1至4任一所述的面向数显检测工具的质检数据采集终端的数据采集方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：通过所述功能按键，选择需要检测的质量项目，选择测量的分组数目和每组的样本大小，选择检测员；

步骤二：所述主控芯片通过串口从数显检测工具自动采集到该质量项目的单次检测数据；

步骤三：根据预设定的样本大小自动求得每组样本的平均值，在出现测量操作失误的情况下，通过所述功能按键，删除单次测量数据；

步骤四：点击所述功能按键的发送按键，通过所述无线发送单元将单组或多组质检数据发送到质量数据分析与处理服务器；

步骤五：所述质量服务器接收到所述数据后，对所述质检数据进行存储，并进行合格性判断和SPC分析，将判断分析结果反馈回所述质检数据采集终端并进行显示。

6.如权利要求5所述的数据采集方法，其特征在于，所述步骤一中通过选择分组数目来确定批量发送的样本数量，通过选择样本大小来确定每个样本需要检测的数量，通过选择检测员来记录检测人。

7.如权利要求5所述的数据采集方法，其特征在于，所述步骤三在指定样本大小的数据全部采集完后，可以自动求得样本平均值，并作为单组质检结果。

8.如权利要求5所述的数据采集方法，其特征在于，所述步骤四中所述数据发送方式为单次发送，所述数据采集终端每获得一组质检结果数据后便发送至所述质量服务器，发送数据的格式为：质量项目ID+“～”+质检结果值+“～”+检测员ID。

9.如权利要求5所述的质检数据采集终端的数据采集方法，其特征在于，所述步骤四中所述数据发送方式为批量发送，当采集的数据组数达到预定的分组数量后，进行成组发送，发送数据的格式为：质量项目ID+“～”+质检结果值1+“～”+质检结果值2+“～”+…+质检结果值n+“～”+检测员ID。

10.如权利要求5所述的数据采集方法，其特征在于，所述步骤五中所述质量服务器接收到所述数据后进行以下操作：

(5a)对接收的数据进行解析，得到质量项目ID、质检结果值和检测员ID；

(5b)根据该质量项目规格要求和SPC标准控制图对质检结果进行判断分析，得到三种结果：0-质量合格且SPC受控，1-质量合格但SPC失控，2-质量不合格，然后将结果反馈至所述质检数据采集终端，若为0则所述LCD屏显示结果值和“合格”，所述LED绿灯亮，若为1则所述LCD屏显示结果值和“合格但SPC失控”，LED黄灯亮，所述蜂鸣器报警，若为1则所述LCD屏显示结果值和“不合格”，LED红灯亮，所述蜂鸣器报警；

(5c)将质量项目、质检结果值、合格性结果、检测员、检测时间(当前时间)等信息记入检测结果记录表中，作为质量检测档案进行保存。