CN104794555A - 一种基于物联网的led生产及测试数据管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的LED生产及测试数据管理系统，包括多种LED生产和检测设备、生产环境探测器、实时数据库和智能管理终端，在所述生产和检测设备上设置有用于检测设备性能参数、工作情况和产品信息的采集器，以及用于与智能管理终端建立物联网连接将采集的数据信息发送给智能管理终端并访问实时数据库的网络传输模块；所述实时数据库包括：标准件数据库、设备数据库、LED生产测试数据库；所述智能管理终端用于根据采集的数据与实时数据库中的数据进行对比分析。采用本发明可及时发现设备存在的隐患，统一测试仪器的标准及校正，预防生产错误，保证LED生产质量，改进生产工艺。同时也能节省人工，提高效率。

Description

一种基于物联网的LED生产及测试数据管理系统

技术领域

本发明涉及LED生产及测试管理领域，尤其涉及的是一种基于物联网的LED生产及测试数据管理系统。

背景技术

随着LED在照明领域的地位提升，LED的质量越来越受到使用者关注。目前生产厂家在LED生产过程中缺少设备与设备间的管理系统，导致无法将各种LED生产设备相互衔接起来，实现海量数据分析，难以找出LED在生产过程中存在的缺陷，阻碍LED的生产工艺进步。其次各自独立的设备不能将生产数据和测量数据关联，不能及时发现LED生产过程出现的错误，同时也不能将问题及时反馈给研发人员或工艺改进人员，导致LED生产材料浪费、LED品质差。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于物联网的LED生产及测试数据管理系统，旨在解决现有的LED生产及测试过程中数据管理缺乏导致产品控制不准确，品质一致性差的问题。

本发明的技术方案如下：

一种基于物联网的LED生产及测试数据管理系统，其包括通过有线或无线网络建立连接的多种LED生产和检测设备、生产环境探测器、实时数据库和智能管理终端，在所述生产和检测设备上设置有用于检测设备性能参数、工作情况和产品信息的采集器，以及用于与智能管理终端建立物联网连接将采集的数据信息发送给智能管理终端并访问实时数据库的网络传输模块；所述实时数据库包括：用于保存在生产过程中作为标准件的光色电数据及各机台的差异校正数据的标准件数据库；用于保存参与系统的所有设备的性能数据和所处的环境数据的设备数据库；以及用于保存所有生产LED的光色电等性能参数的LED生产测试数据库；所述智能管理终端用于根据采集的数据与实时数据库中的数据进行对比分析。

所述的管理系统，其中，所述网络传输模块包括用于物联网通信，识别转化命令，执行设备仪器与物联网通信的控制和调节的微处理器；用于接收或者发送采集的设备数据或系统命令的信号接收模块；用于与智能终端互联的通信模块；用于通过按钮或者触摸屏对整个传输模块进行参数设置的输入控制模块；用于对重要信息进行存储及暂存微处理器所要计算的数据的存储模块；以及为各模块供电的电源模块和用于显示数据传输过程中的相关信息的显示模块。

所述的管理系统，其中，所述智能终端主要用于监控仪器设备运行、查看数据、生产管理和数据统计分析，所述监控仪器设备运行功能是用于监控所有在运行机台的性能、环境参数数据；查看数据功能可调出数据库里面所有数据来查看及分析处理；生产管理功能主要以LED生产线为单位进行管理，监测整个生产线上的LED产品的情况，发现存在异常数据就会停机报警；数据统计分析功能是对一些数据按照常规的方法及公式进行统计分析，提取有效的信息。

所述的管理系统，其中，所述网络传输模块是设备自带的工控电脑、PLC或在FPGA。

所述的管理系统，其中，具体管控方法为：LED生产和检测设备接入系统后根据自己所用的连接方式向物联网系统发送请求连接命令；系统接收到请求命令后应答该LED生产和检测设备，当多次长时间无法接收到系统系统响应命令，该设备的机台就会报警提示；连接系统后，LED生产和检测设备会实时向系统发送性能数据及环境数据，并下载所对应的测试标准文件、机台设置文件和机台差异校正文件；在生产或测试过程中，会向系统发送产品信息、易损件信息、机台性能信息以及环境信息，系统实时分析各种信息数据的可靠性，发现数据存在可疑就会报警提示。

所述的管理系统，其中，所述多种LED生产和检测设备主要为固晶机、点胶机、光色分选机、前测机和光色电综合测试仪。

所述的管理系统，其中，所述光色分选机的机台差异校准方法为：采用公式Y＝f(T，P)自动产生各测试量的系数Y[]矩阵，并加载到LED光色分选机的测试数据修正中；机台接入管理系统时，会把该修正文件上传到管理系统的校准库，而管理系统在机台使用过程根据其性能的变化进行修正或更改，再重新下载到该机台中，实现机台实时差异的测试修正，其中，T为温度，P为湿度。

所述的管理系统，其中，还对相关的磨损零件和测试结果判断及分析。

本发明的有益效果：本发明通过网络模块将LED生产测试所用的设备的性能数据及LED的测试数据传输到数据管理控制系统中心，监控LED设备性能，分析LED测试数据，进行设备管理、LED生产控制。该系统可以实现LED仪器设备统一管理，可以及时发现设备存在的隐患(例如测试仪器偏差，探针磨损、点胶错误等)，统一测试仪器的标准及校正(对各自测试仪器之间的光色电等标准进行差异修正)，预防生产错误，保证LED生产质量，改进生产工艺。同时也能节省人工，提高效率。

附图说明

图1是本发明提供的系统物理组成框架示意图。

图2是本发明提供的LED生产测试物联网管理系统的模块框图。

图3是所述网络传输模块的具体模块框图。

图4是本发明提供的LED设备或者LED仪器生产过程中的工作流程。

图5是本发明提供的LED分光分色机台的差异校准方法图。

图6是本发明提供的LED分光分色测试过程方法流通图。

图7是本发明提供的系统客户终端的功能。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。

物联网是通过射频识别(RFID)、光检测、磁检技术等信息传感器将物质状态电子化测量的传感技术与网络信息传递与处理技术的结合，按照固定的协议与互联网连接，进行信息交换和通信，现实智能感知、智能化识别、普适计算和智能化管理等作用的一种网络。

本发明所指的数据管理系统就是利用该技术将LED生产车间中各种设备、仪器的状态与环境结合起来，实现LED生产的智能化管理。

LED在生产过程中会有很多工序，具体包括：固晶-焊接金线-点胶-硬化-分光-编带等，但现有每个工序都是独立的。如果产品质量出现问题，往往都要通过后面的工序才能发现。而物联网系统的实时快速管理会及时发现正在生产这一批材料是否有产品质量问题，如果有问题就及时停止，就不会造成材料大量浪费。智能化管理就是把整个生产工序连接其来，通过后工序的测试结果来检测前工序材料是否用错。例如，在固晶工序使用了错的参数的芯片，在点胶工序采用的配方不合适等，一旦发现后就可以及时停止生产并提示工程人员调整。

本发明提供的系统会检测各设备的性能参数、工作情况和产品信息等。其中，所述机台性能参数包括：机台运行负载量、特定位置的温度、电机的运行速度、光谱仪的主板温度等，其获取方法为：通过机台仪器自带监测信号源、或者在机台仪器上的外置设备等。所述工作情况的内容具体包括：产量，速度、测试时间等，这些参数是机台仪器都已有的参数，只需使用接口传输即可。所述产品信息参数具有包括：产品型号，光色电参数等，该参数需采用专门检测仪器，工序中固晶前就有专门的波长仪、亮度计对LED芯片测试；工序中的分光分色参数，使用程控电源、光谱仪等对LED器件的光色电测试分选。这些参数都因工序中的机台设备不一样会有不同。

具体的，采集机台性能时，对于光色电测试会采集LED器件的光色电参数，采集装置可通过仪器的中的光谱仪、程控电源；对于缺陷检测设备的参数采集可通过CCD摄像头等装置采集LED器件图像数据；对于环境的采集使用环境探测，采集温度及湿度参数，但对于好像硬化特殊工序还需要气体浓度等，通过特定功能的检测模块。

获取这些参数之后再利用网络通信、微处理器、网络技术等技术传输相关的技术部门和管理部门，发挥网络信息数据处理与管理功能(云计算)，进一步提升LED的生产工艺和提高设备仪器日常在线监测及维护及时性。

如图1所示，整个系统的硬件架构通过有线或无线网络将多台LED生产和测试设备、生产环境探测器、智能管理终端等硬件建立链接，形成一个物联网系统，通过系统软件对所接入的设备硬件进行监控。在各自链接中，可以采用局域网、互联网、Bluetooth及ZigBee等方式进行通信。该系统中还包括一实时数据库，所述实时数据库主要包括标准件数据库、设备数据库和LED生产测试数据库。

其中，所述标准件数据库是用于保存在生产过程中作为标准件的光色电数据及各机台的差异校正数据，方便生产过程中的测试标准统一，以保证LED的生产质量。其中，所述设备数据库是用来保存参与系统的所有设备的性能数据和所处的环境数据，用于系统发现设备的隐患，能及时处理，防止因设备故障导致LED生产出错。所述LED测试数据库用于保存所有生产LED的光色电等性能参数，方便研发人员去改进工艺，提高技术。

用户可使用计算机或手机等移动设备调用客户端软件查看各设备的运行情况、环境温度湿度数据、数据库资料，控制机台的运行，进行故障处理等操作。

系统结构示意图如图2所示，本发明提供的管理系统包括LED所用的生产设备、网络传输模块和以计算机为终端的LED生产测试的管理及控制系统即智能管理终端。LED生产设备仪器主要为固晶机、焊线机、点胶机、光色分选机、前测机和光色电综合测试仪等设备仪器，例如LED光色分选机通过有线连接或无线模块，将正在测试LED光色电参数、易损件的寿命及机台运行情况等结果传递或发送专用网络传输模块。专用的网络传输模块由内部的信号接口模块接收或者发送，再交给微处理器进行计算处理后由通信模块传输给物联网数据系统即以计算机为终端的LED生产测试的管理及控制系统。

其中，参见图3，所述网络传输模块还包括输入控制模块，用于通过按钮或者触摸屏对整个传输模块进行参数设置；包括存储模块，用于对一些重要信息进行存储及暂存微处理器所要计算的数据；包括电源模块，改电源采用外供电或者电池的方式；还包括显示模块，其可以是液晶显示屏、触摸屏和数码管等方式，用于显示数据传输过程中的相关信息。

设置所述网络传输模块的目的是用来连接设备仪器和物联网数据库系统的模块，因为有的设备仪器不一定有工控电脑、PLD、FPGA等高级处理器，需要专门模块作为桥梁。所述微处理器是用于物联网通信，识别转化命令，执行设备仪器与物联网通信的控制和调节；这里控制是对这个模块控制，因为要实现配对需要初始化参数的。储存模块用于储存这个所连接机台要发送的数据，也可以用微处理器计算判读数据的暂存等。因此，有工控机、PLC、FPGA的高级处理器及通讯端口就不需要增加，但没有的要增加网络传输模块。

物联网数据库系统是计算机为终端的网络管理及控制系统，用于将采集的数据和信息进行即时标准化处理、对比分析、定性评估，一旦发现异常就会采取图形、声音及指示等报警提示。

如图4所示，接入系统的LED设备或者LED仪器在开机后会根据自己所用的连接方式(例如，以太网、WIFI等)向物联网系统发送请求连接命令，系统接收到请求命令后应答该LED设备或LED仪器，当多次长时间无法接收到系统系统响应命令，该设备的机台就会报警提示。连接进入物联网系统后，LED设备或LED仪器会实时向系统发送性能数据及环境数据，并下载所对应的测试标准文件、机台设置文件和机台差异校正文件等，这些所述的文件均从物联网数据库中下载，没有这些文件会导致机台仪器测试出错。在LED设备或者LED仪器在测试或生产过程中，会向系统发送产品信息、易损件信息、机台性能信息、环境信息等信息，系统实时分析该信息数据的可靠性，一旦发现数据存在可疑就会报警提示，以保证LED在生产过程中的质量。例如，连续多次出现测试结果超出界限，测试结果与标准LED器件的参数相差太大等则会报警提示，确认问题后再进行下一生产，确保不会出现太多次品。

本发明以LED分光分色机台的差异校准为优选实施例，进一步解释，如图5所示。由于LED分光分色机台的所在环境、机台结构和所用的测试标准的不同，导致同一颗LED器件在不同的机台上的测试数据都不一样，以致在生产过程中无法统一管理质量等问题。该管理系统根据这三个因素生成一种机台差异校准方法，进行环境因素测试修正、机台配置差异修正和所用测试标准这三级修正，确保每台分光分色设备的测试分选数据一致性。该系统根据LED测试量(光通量、色品坐标xy、显色指数等)与环境中的温度T、湿度P这两个变量的实验公式或者经验公式Y＝f(T，P)自动产生各测试量的系数Y[]矩阵，加载到LED分光分色机台的测试数据修正中，减少各机台在不同环境中导致的测试误差。

每台LED分光分色机台在出厂前都对同一标准机台进行结构差异的系数修正，产生一个机台差异修正文件(LED的测试量与机台性能的关联方式及系数)，在该机台接入该管理系统时，会把该修正文件上传到管理系统的校准库，而管理系统在机台使用过程根据其性能的变化进行修正或更改，再重新下载到该机台中，以确保机台实时差异的测试修正。参考标准的选择是根据客户的需求决定，在LED光色测试中有以A光源、D65光源等光源作为计算标准，故系统中的标准库包含有A光源、C光源、D55光源、D65光源等光源参考数据，以及GB国标、IS等计算方法，以满足不同参考标准的需求。该管理系统可以根据三种修正的文件系数及修正校准算法应用到各LED分光分色机台中，以实现所有接入管理系统的机台测试校准管理及控制。

参见图6，所述LED分光分色机台测试过程中除了对LED器件进行测试以外，还会对一些相关的磨损零件和测试结果判断及分析。LED分光分色机台在测试过程中，由于探针和LED器件进行多次接触会产生磨损寿命是有限的，而且对LED器件测试结果会产生很大的影响，假如不对探针进行监控就无法知道什么时候由于探针的磨损而导致测试数据偏差，以致生产出现错误。为了解决该问题，LED分光分色机台会内置一个LED标准器件，每隔几十次就会使用该器件进行测试，通过反馈的电压的差异来判断探针是否磨损，假如磨损机台就会上报错误请求解决。在测试前，管理系统会对该批LED器件的测试量设定一个区间，当在机台测试过程中，连续多次出现超出界限，就会产生警报，提醒生产是否用错材料或者设置参数不正确。

如图7所示，整个系统的客户终端主要是计算机和移动终端设备(包括手机、平板电脑等)，以运行专用客户端软件来实现LED生产测试物联网功能。客户终端主要有监控仪器设备运行、查看数据、生产管理和数据统计分析四个功能。

其中，监控仪器设备运行功能是用于监控所有在运行机台的性能、环境参数等数据，以确保机台运行的可靠性，同时可以通过终端对任意一台设备或仪器进行控制操作；查看数据功能是可以调出数据库里面所有数据来查看及分析处理，用于提高生产工艺，改良产品，例如将多种LED芯片的参数与多种荧光粉的配方的配合得到LED器件的结果生成数据库，分析其组合参数最快得到最优的方案；生产管理功能主要以LED生产线为单位进行管理，监测整个生产线上的LED产品的情况，一旦发现存在异常数据就会停机报警，例如在点胶过程中出现错误导致LED生产不正确，可通过光色分选机的数据发现其异常，使生产线停机等待解决问题；数据统计分析功能针对一些数据按照规定的方法及公式进行统计分析，提取有效的信息，使变得更加直观形象。

本发明通过网络模块将LED生产测试所用的设备的性能数据及LED的测试数据传输到数据管理控制系统中心，监控LED设备性能，分析LED测试数据，进行设备管理、LED生产控制。该系统可以实现LED仪器设备统一管理，可以及时发现设备存在的隐患(例如测试仪器偏差，探针磨损、点胶错误等)，统一测试仪器的标准及校正(对各自测试仪器之间的光色电等标准进行差异修正)，预防生产错误，保证LED生产质量，改进生产工艺。同时也能节省人工，提高效率。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于物联网的LED生产及测试数据管理系统，其特征在于，包括通过有线或无线网络建立连接的多种LED生产和检测设备、生产环境探测器、实时数据库和智能管理终端，在所述生产和检测设备上设置有用于检测设备性能参数、工作情况和产品信息的采集器，以及用于与智能管理终端建立物联网连接将采集的数据信息发送给智能管理终端并访问实时数据库的网络传输模块；所述实时数据库包括：用于保存在生产过程中作为标准件的光色电数据及各机台的差异校正数据的标准件数据库；用于保存参与系统的所有设备的性能数据和所处的环境数据的设备数据库；以及用于保存所有生产LED的光色电等性能参数的LED生产测试数据库；所述智能管理终端用于根据采集的数据与实时数据库中的数据进行对比分析。

2.根据权利要求1所述的管理系统，其特征在于，所述网络传输模块包括用于物联网通信，识别转化命令，执行设备仪器与物联网通信的控制和调节的微处理器；用于接收或者发送采集的设备数据或系统命令的信号接收模块；用于与智能终端互联的通信模块；用于通过按钮或者触摸屏对整个传输模块进行参数设置的输入控制模块；用于对重要信息进行存储及暂存微处理器所要计算的数据的存储模块；以及为各模块供电的电源模块和用于显示数据传输过程中的相关信息的显示模块。

3.根据权利要求1所述的管理系统，其特征在于，所述智能终端主要用于监控仪器设备运行、查看数据、生产管理和数据统计分析，所述监控仪器设备运行功能是用于监控所有在运行机台的性能、环境参数数据；查看数据功能可调出数据库里面所有数据来查看及分析处理；生产管理功能主要以LED生产线为单位进行管理，监测整个生产线上的LED产品的情况，发现存在异常数据就会停机报警；数据统计分析功能是对一些数据按照常规的方法及公式进行统计分析，提取有效的信息。

4.根据权利要求1所述的管理系统，其特征在于，所述网络传输模块是设备自带的工控电脑、PLC或在FPGA。

5.根据权利要求2或3所述的管理系统，其特征在于，具体管控方法为：LED生产和检测设备接入系统后根据自己所用的连接方式向物联网系统发送请求连接命令；系统接收到请求命令后应答该LED生产和检测设备，当多次长时间无法接收到系统系统响应命令，该设备的机台就会报警提示；连接系统后，LED生产和检测设备会实时向系统发送性能数据及环境数据，并下载所对应的测试标准文件、机台设置文件和机台差异校正文件；在生产或测试过程中，会向系统发送产品信息、易损件信息、机台性能信息以及环境信息，系统实时分析各种信息数据的可靠性，发现数据存在可疑就会报警提示。

6.根据权利要求5所述的管理系统，其特征在于，所述多种LED生产和检测设备主要为固晶机、焊线机、点胶机、光色分选机、前测机和光色电综合测试仪。

7.根据权利要求6所述的管理系统，其特征在于，所述光色分选机的机台差异校准方法为：采用公式Y＝f(T，P)自动产生各测试量的系数Y[]矩阵，并加载到LED光色分选机的测试数据修正中；机台接入管理系统时，会把该修正文件上传到管理系统的校准库，而管理系统在机台使用过程根据其性能的变化进行修正或更改，再重新下载到该机台中，实现机台实时差异的测试修正，其中，T为温度，P为湿度。

8.根据权利要求5所述的管理系统，其特征在于，还对相关的磨损零件和测试结果判断及分析。