CN109493585A - 一种基于LoRa的质检数据无线采集终端及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于质量检测数据采集相关技术领域，其公开了一种基于LoRa的质检数据无线采集终端及方法，该采集终端包括主控芯片、通用输入输出接口及无线LoRa模块，该通用输入输出接口设置在该主控芯片上，该采集终端通过该通用输入输出接口与质量检测工具的输出接口相连接，以自动地采集该质量检测工具检测到的质检数据；该主控芯片通过该无线LoRa模块与质量服务器之间形成无线链接，该质量服务器对接受到的该质检数据进行合格性判断及SPC分析，并将得到的质检结果传输给该采集终端，该采集终端将该质检结果进行显示及有色展现，且其还根据该质检结果选择性地发出异常报警。本发明体积较小，使用方便，便携性较好。

Description

一种基于LoRa的质检数据无线采集终端及方法
技术领域
本发明属于质量检测数据采集相关技术领域，更具体地，涉及一种基于LoRa的质检数据无线采集终端及方法。
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，可以将自身测得的数据无线发送至接收机，如申请号为201510565886.9的专利公开了一种具有wifi功能的游标卡尺及使用方法。
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端的能力，但往往体积和能耗较大，需要外接电源，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、结果的有色展示和报警功能。相应地，本领域存在着发展一种便携的基于LoRa的质检数据无线采集终端及方法的技术需求。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于LoRa的质检数据无线采集终端及方法，其基于现有质量检测工具的工作特点，研究及设计了一种基于LoRa的质检数据无线采集终端。所述采集终端为便携式小型质量检测设备，类似于手机大小，其通过锂电池供电，且通过通用输入输出接口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、将检测数据通过LoRa协议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者报警等功能，低功耗，体积小，便携性好，通用性好，使用方便，功能较为强大。
为实现上述目的，按照本发明的一方面，提供了一种基于LoRa的质检数据无线采集终端，所述采集终端包括主控芯片、功能操作按键、通用输入输出接口及无线LoRa模块，所述通用输入输出接口设置在所述主控芯片上，所述采集终端通过所述通用输入输出接口与质量检测工具的输出接口相连接，以自动地采集所述质量检测工具检测到的质检数据；
所述主控芯片通过所述无线LoRa模块与质量服务器之间形成无线链接，其用于将采集到的所述质检数据进行处理后传输给所述质量服务器，所述质量服务器对接受到的所述质检数据进行合格性判断及SPC分析，并将得到的质检结果传输给所述采集终端，所述采集终端将所述质检结果进行显示及有色展现，且其还根据所述质检结果选择性地发出异常报警；
所述功能操作按键与所述主控芯片相链接，通过所述功能操作按键来选择所述采集终端要检测的质量项目、测量的分组数目、每组样本的大小、检测员及所述质检数据的发送及删除操作。
进一步地，所述无线LoRa模块通过LoRa网关与所述质量服务器之间形成无线链接。
进一步地，所述采集终端还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器连接于所述主控芯片，所述主控芯片根据接受到的所述质检结果选择性地控制所述蜂鸣器发出异常报警。
进一步地，所述采集终端还包括显示屏，所述显示屏连接于所述主控芯片，所述主控芯片控制所述显示屏对所述质检结果进行显示。
进一步地，所述采集终端还包括连接于所述主控芯片的三色灯，所述三色灯包括红色灯、绿色灯及黄色灯，所述主控芯片根据所述质检结果控制所述红色灯、所述绿色灯及所述黄色灯中的一个发亮。
进一步地，当所述质检结果中的质检数据合格且SPC受控时，所述显示屏显示质检结果值及“合格”，所述绿色灯亮；当所述质检结果中的质检数据合格但SPC失控，所述显示屏显示质检结果值及“合格但SPC失控”，所述黄色灯亮，并且所述蜂鸣器报警；当所述质检结果中的质检数据不合格时，所述显示屏显示质检结果值及“不合格”，所述红色灯亮，并且所述蜂鸣器报警。
进一步地，所述采集终端的尺寸与普通手机的尺寸一致。
按照本发明的另一方面，提供了一种基于LoRa的质检数据无线采集方法，该采集方法主要包括以下步骤：
(1)提供如上所述的基于LoRa的质检数据无线采集终端，所述采集终端通过所述通用输入输出接口连接于所述质量检测工具的输出接口，以自动采集所述质量检测工具检测到的质检数据，同时所述采集终端还将所述质检数据处理后无线传输给所述质量服务器；
(2)所述质量服务器对接受到的所述质检数据进行合格性判断及SPC分析，并将得到的质检结果传输给所述采集终端，所述采集终端将所述质检结果进行显示及有色展现，且其还根据所述质检结果选择性地发出异常报警。
进一步地，所述采集终端对所述质检数据处理时，若出现测量操作失误，则通过所述功能操作按键来删除对应的单次测量数据。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的基于LoRa的质检数据无线采集终端及方法主要具有以下有益效果：
1.所述采集终端通过所述通用输入输出接口与质量检测工具的输出接口相连接，以自动地采集所述质量检测工具检测到的质检数据，通用性好，对于各类数显检测工具均可以进行数据的读取，具有较好的经济价值，适用性较好，灵活性较高。
2.所述功能操作按键与所述主控芯片相链接，通过所述功能操作按键来选择所述采集终端要检测的质量项目、测量的分组数目、每组样本的大小、检测员及所述质检数据的发送及删除操作，提高了数据的管理效率。
3.所述主控芯片通过所述无线LoRa模块与质量服务器之间形成无线链接，具有远距离、低成本、低功耗的优点，且可以对数据进行批量成组发送，提高了发送效率，降低了能量消耗。
4.所述采集终端的尺寸与普通手机的尺寸一致，体积小，便携性好，可以放入检测员的口袋而不影响检测操作。
附图说明
图1是本发明提供的基于LoRa的质检数据无线采集终端处于使用状态的示意图。
图2是本发明提供的基于LoRa的质检数据无线采集方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
请参阅图1，本发明提供的基于LoRa的质检数据无线采集终端，所述采集终端用于质检数据的自动采集、处理、发送和结果展示。所述采集终端的尺寸与手机的尺寸相近，可以方便地放入口袋。此外，所述的手机是日常生活中使用的普通手机。
所述采集终端包括主控芯片、功能操作按键、通用输入输出接口、无线LoRa模块、显示屏、三色灯及蜂鸣器，所述通用输入输出接口设置在所述主控芯片上，所述主控芯片通过所述通用输入输出接口自动读取质量检测工具的质检数据。本实施方式中，所述采集终端通过所述通用输入输出接口与所述质量检测工具的输出接口相连接，同时，其通过所述无线LoRa模块与质量服务器之间建立无线连接。所述功能操作按键与所述主控芯片相链接，其用于控制所述采集终端的数据发送及删除、检验项目选择、测量分组数目、每组样本大小、检测员的设置。所述显示屏、所述三色灯及所述蜂鸣器分别连接于所述主控芯片。
所述主控芯片包括微处理器、存储单元及电源，其接受来自所述通用输入输出接口的质检数据，并将接受到的质检数据存入所述存储单元。所述微处理器将接受到的所述质检数据进行简单处理后按照规定格式传送给所述质量服务器。所述质量服务器对接受到的所述质检数据进行合格性判断及SPC(Statistical Process Control，统计过程控制)分析，并将得到的质检结果反馈给所述主控芯片。所述主控芯片根据接受到的结果来控制所述显示屏、所述三色灯及所述蜂鸣器进行相应的动作。所述电源用于为所述主控芯片提供电能。本实施方式中，所述电源为锂电池。
本实施方式中，所述主控芯片通过LoRa网关与所述质量服务器实现无线传输连接，所述主控芯片与所述质量服务器之间的无线数据传输采用低功率、长距离的LoRa协议，基于Semtech公司的SX127x系列LoRa产品搭配MCU做成LoRa无线LoRa模块，以实现数据透传。
所述显示屏为LCD显示屏，其用于质检结果及检测数据的显示；所述三色灯为LED三色灯(红、黄、绿)，其用于有色的展现质检结果；所述蜂鸣器用于质量异常的报警。
本实施方式中，若所述质检结果中的质检数据合格且SPC受控，则所述显示屏显示质检结果值及“合格”，所述三色灯中的绿色灯亮。若质检结果中的质检数据合格但SPC失控，则所述显示屏显示质检结果值及“合格但SPC失控”，所述三色灯中的黄色灯亮，并且所述蜂鸣器报警。若所述质检结果中的质检数据不合格，则所述显示屏显示质检结果值及“不合格”，所述三色灯中的红色灯亮，并且所述蜂鸣器报警。
请参阅图2，本发明还提供了一种基于LoRa的质检数据无线采集方法，所述采集方法包括以下步骤：
步骤一，提供如上所述的基于LoRa的质检数据无线采集终端，所述采集终端通过通用输入输出接口连接于质量检测工具的输出接口，以自动采集所述质量检测工具检测到的质检数据，同时所述采集终端还将所述质检数据处理后无线传输给质量服务器。
如上所述的步骤一主要包括以下子步骤：
(1)质检数据采集设置，通过所述功能操作按键选择要检测的质量项目、选择测量的分组数目、每组样本的大小及检测员。
具体地，按下所述功能操作按键以进入检测项目选择功能，此时所述显示屏上会显示待检测零件所需要检测的所有项目，如长度、深度、直径等，使用者通过选择按键和确认按键可以实现检验菜单中光标的上下移动，以选择所需的检测项目，对应地，所述主控芯片加入了相应的标识符以判断检验项的类别。通过按下功能操作按键的菜单按钮可以进入测量分组数目设定功能，此时通过增、减按钮来设定分组数目。同样通过按下功能操作按键的菜单按钮可以进入检测员设定功能，此时在所述显示屏上可以选择检测员。
(2)主控芯片自质量检测工具采集选定的质量项目的数据。
具体地，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，其用于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，以提供数据传输时的电能消耗。通过采集终端的主控芯片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，接收该数据即可得到该数显卡尺的读数，并将该数据存储至主控芯片的存储单元。
(3)对采集到的质检数据进行处理。
具体地，所述采集终端按照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时，可以通过所述功能操作按键的删除按键来删除单次测量数据。
(4)将处理后的质检数据无线传输给质量服务器。
所述采集终端将处理后的质检数据传输给所述质量服务器的发送方式有两种，分别为单次发送及批量发送。
采用单次发送时，每获得一组质检数据后，通过点击功能操作按键的发送按键，将数据通过LoRa网络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。
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，通过点击功能操作按键的发送按键，将成组数据通过LoRa网络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1+“～”+质检结果值2+“～”+…+质检结果值n+“～”+检测员ID。
步骤二，所述质量服务器对接受到的所述质检数据进行合格性判断及SPC分析，并将得到的质检结果传输给所述采集终端，所述采集终端将所述质检结果进行显示及有色展现，且其还根据所述质检结果选择性地发出异常报警。
具体地，步骤二主要包括以下子步骤：
(a)所述质量服务器对接受到的所述质检数据进行解析以得到质量项目ID、质量检测结果值及检测员ID。
(b)所述质量服务器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，得到三种分析结果。所述三中分析结果分别为0-质量合格且SPC受控，1-质量合格但SPC失控，2-质量不合格。接着，将所述分析结果传输给所述采集终端，若分析结果为0，则所述LCD显示屏显示结果值和“合格”，所述LED绿色灯亮，若分析结果为1，则所述LCD显示屏显示结果值和“合格但SPC失控”，LED黄色灯亮，所述蜂鸣器报警；若分析结果为1，则所述LCD显示屏显示结果值和“不合格”，LED红色灯亮，所述蜂鸣器报警。
(c)所述采集终端将质量项目、质检结果值、合格性结果、检测员、检测时间(当前时间)等信息录入检测结果记录表中，以作为质量检测档案进行保存。
本实施方式提供的采集终端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。
本发明提供的基于LoRa的质检数据无线采集终端及方法，所述采集终端结合了LoRa无线通信技术与质量服务器进行数据传送，且通过通用输入输出接口与质量检测工具相连以实现检测数据的实时获取，成本较低，功耗较小，灵活性好。此外，所述采集终端体积较小，类似于手机，可以很方便的携带，适用性较强。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于LoRa的质检数据无线采集终端，其特征在于：
所述采集终端包括主控芯片、功能操作按键、通用输入输出接口及无线LoRa模块，所述通用输入输出接口设置在所述主控芯片上，所述采集终端通过所述通用输入输出接口与质量检测工具的输出接口相连接，以自动地采集所述质量检测工具检测到的质检数据；
所述主控芯片通过所述无线LoRa模块与质量服务器之间形成无线链接，其用于将采集到的所述质检数据进行处理后传输给所述质量服务器，所述质量服务器对接受到的所述质检数据进行合格性判断及SPC分析，并将得到的质检结果传输给所述采集终端，所述采集终端将所述质检结果进行显示及有色展现，且其还根据所述质检结果选择性地发出异常报警；
所述功能操作按键与所述主控芯片相链接，通过所述功能操作按键来选择所述采集终端要检测的质量项目、测量的分组数目、每组样本的大小、检测员及所述质检数据的发送及删除操作。
2.如权利要求1所述的基于LoRa的质检数据无线采集终端，其特征在于：所述无线LoRa模块通过LoRa网关与所述质量服务器之间形成无线链接。
3.如权利要求1所述的基于LoRa的质检数据无线采集终端，其特征在于：所述采集终端还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器连接于所述主控芯片，所述主控芯片根据接受到的所述质检结果选择性地控制所述蜂鸣器发出异常报警。
4.如权利要求3所述的基于LoRa的质检数据无线采集终端，其特征在于：所述采集终端还包括显示屏，所述显示屏连接于所述主控芯片，所述主控芯片控制所述显示屏对所述质检结果进行显示。
5.如权利要求4所述的基于LoRa的质检数据无线采集终端，其特征在于：所述采集终端还包括连接于所述主控芯片的三色灯，所述三色灯包括红色灯、绿色灯及黄色灯，所述主控芯片根据所述质检结果控制所述红色灯、所述绿色灯及所述黄色灯中的一个发亮。
6.如权利要求5所述的基于LoRa的质检数据无线采集终端，其特征在于：当所述质检结果中的质检数据合格且SPC受控时，所述显示屏显示质检结果值及“合格”，所述绿色灯亮；当所述质检结果中的质检数据合格但SPC失控，所述显示屏显示质检结果值及“合格但SPC失控”，所述黄色灯亮，并且所述蜂鸣器报警；当所述质检结果中的质检数据不合格时，所述显示屏显示质检结果值及“不合格”，所述红色灯亮，并且所述蜂鸣器报警。
7.如权利要求1-6任一项所述的基于LoRa的质检数据无线采集终端，其特征在于：所述采集终端的尺寸与普通手机的尺寸一致。
8.一种基于LoRa的质检数据无线采集方法，其特征在于，该采集方法包括以下步骤：
(1)提供权利要求1-7任一项所述的基于LoRa的质检数据无线采集终端，所述采集终端通过所述通用输入输出接口连接于所述质量检测工具的输出接口，以自动采集所述质量检测工具检测到的质检数据，同时所述采集终端还将所述质检数据处理后无线传输给所述质量服务器；
(2)所述质量服务器对接受到的所述质检数据进行合格性判断及SPC分析，并将得到的质检结果传输给所述采集终端，所述采集终端将所述质检结果进行显示及有色展现，且其还根据所述质检结果选择性地发出异常报警。
9.如权利要求8所述的基于LoRa的质检数据无线采集方法，其特征在于：所述采集终端对所述质检数据处理时，若出现测量操作失误，则通过所述功能操作按键来删除对应的单次测量数据。
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