CN110702202B - 一种基于云计算平台的电子天平在线计量方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于云计算平台的电子天平在线计量方法及系统，其通过执行处理模块的指令，获取电子天平的计量数据，并依据预设的串口协议将计量数据发送给处理模块；对接收的计量数据进行数据解析并组包生成新的数据包，将新的数据包按照预设的传输协议发送给无线模块，通过无线模块将新的数据包上传至云计算平台；云计算平台依据传输协议对新的数据包进行解析，依据解析数据自动匹配数据库的模板生成电子证书数据，发送电子证书数据给终端模块，从而实现计量过程的随检随出证，大大提高了计量的时效性。通过电子记录的方式，还可以避免人为误读，显著提高电子天平计量的精确性。

Description

一种基于云计算平台的电子天平在线计量方法及系统

技术领域

本发明属于计量技术领域，具体涉及一种基于云计算平台的电子天平在线计量方法及系统。

背景技术

天平是一种广泛应用于日常生产生活的称量器具，是学习物理和化学的常用工具，一般用于科研机构、学校实验室、药店等场所，用来称一些小计量物品。天平在使用时要放在水平台面上，如桌子等称量液体要用烧杯盛放，放在托盘中称量，不可直接将液体倒在托盘中。电子天平一般采用应变式传感器、电容式传感器、电磁平衡式传感器。应变式传感器，结构简单、造价低，但精度有限。

然而，现有的天平传统计量方法受人为因素影响大，精确度不高，时效性低等问题。一方面受检定人员专业技能、操作水平等主观因素影响，可能会带来极大的偶尔误差，如环境恶劣，标准器在现场检定过程中，因运输导致磨损，操作人员误操作、误读等，由此对电子天平的计量精确度影响很大。另一方面，人为进行操作，可能导致的不排除人为的修改程序部分或者数据，可能导致计量器具的非正常工作，出现欺骗性的计量结果。特别是电子天平等衡器类仪表作为国家强制性检定目录的仪器，其应用范围广泛，各生产厂家的水平参差不齐，产品性能差异大。

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云计算平台的电子天平在线计量方法及系统，其通过执行指令获取计量数据，并对计量数据进行打包依据预设的传输协议，通过计量云平台的数据库进行数据处理和判断，生成电子原始记录和预出具电子检定证书，从而有效提高电子天平计量的精确性和真实性，同时提高计量检定人员的计量的精确性和时效性。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于云计算平台的电子天平在线计量方法，包括如下步骤：

S1.执行处理模块的指令，获取电子天平的计量数据，并依据预设的串口协议将计量数据发送给处理模块；

S2.对接收的计量数据进行数据解析并组包生成新的数据包，将新的数据包按照预设的传输协议发送给无线模块，通过无线模块将新的数据包上传至云计算平台；

S3.云计算平台依据传输协议对新的数据包进行解析，依据解析数据自动匹配数据库的模板进行数据处理和判断，生成电子原始记录和预出具电子检定证书。

作为本发明的进一步改进，对接收的计量数据进行数据解析并组包生成新的数据包具体为：对接收的计量数据进行协议解析并提取计量数据的关键信息，计量数据的关键信息包括电子天平的规格、型号和检定砝码数值，将提取的关键信息进行格式统一，按照预设的传输协议对其进行标识并组包生成新的数据包。

作为本发明的进一步改进，预设的传输协议为HTTP网络协议。

作为本发明的进一步改进，预设的串口协议为以带ID码的22字节输出格式的数字信号实现计量数据的发送。

作为本发明的进一步改进，依据解析数据自动匹配数据库的模板生成电子证书数据具体为：

云计算平台的数据库执行指令，依据传输协议对新的数据包进行解析，自动匹配数据库中同型号的天平的以往检定数据，通过与以往检定数据的比对和狄克逊准则滤除不合格的数据，在计量结束后严格按照计量规程从计量的重复性、示值误差和偏载三个方面进行数据生成，以形成电子原始记录和预出具电子检定证书。

为实现上述目的，按照本发明的另一个方面，提供了一种基于云计算平台的电子天平在线计量系统，该系统包括电子天平、处理模块、串口模块、无线模块、云计算平台模块和终端设备，处理模块分别连接串口模块和无线模块，电子天平连接串口模块，无线模块连接云计算平台模块，云计算平台模块连接终端设备，该系统用于实现上述的方法。

作为本发明的进一步改进，无线模块包括GPRS模块和WIFI模块，GPRS模块用于定位识别生成位置标签；WIFI模块用于实现无线交互，将位置标签及新的数据包上传至云计算平台。

作为本发明的进一步改进，该系统还包括电源模块，电源模块用于依据滤波整流电路和PWM技术，实现220V交流电至5V的直流电源的转换。

作为本发明的进一步改进，该系统还包括显示模块，显示模块用于实现所述电子天平的计量数据的实时显示。

作为本发明的进一步改进，终端设备还包括终端设备APP，终端设备APP用于实现与所述电子天平在线计量系统的交互。

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，具有以下有益效果：

本发明的一种基于云计算平台的电子天平在线计量方法及系统，其通过执行指令获取计量数据，并对计量数据进行打包，依据预设的传输协议，通过云计算平台进行数据生成，按照生成结果和预设模板生成电子证书，从而有效提高电子天平计量的精确性和真实性，同时提高计量检定人员的计量的精确性和时效性，解决天平的传统计量方法受人为因素影响大，精确度不高，时效性低等问题。

本发明的一种基于云计算平台的电子天平在线计量方法及系统，其通过与云计算平台的数据交互，通过对提取计量数据的关键信息并进行格式统一，将实时计量检定数据直接通过端口上传至云计算平台中，进一步有效的避免人为误读，修改检定结果，确保计量数据的真实性和有效性；统一格式的数据有助于电子证书的生成，基于云计算平台数据处理开发出的APP可直接跟证书界面相联系，做到随检随出证，大大提高了计量检定人员的工作效率，使此类设备的计量时效性得到迅速提高。

本发明的一种基于云计算平台的电子天平在线计量方法及系统，基于其系统的设置可以做到移动式环境稳定系统，同时结合移动式砝码保存和运输存储箱，可以有效的避免了从客观上因外部环境因素和标准器因素导致的不确定度变大的问题。同时，该系统解决了计量前端数据纳入的问题，为后续在线计量发展提供样本支撑。

附图说明

图1是本发明实施例的一种基于云计算平台的电子天平在线计量方法的示意图；

图2是本发明实施例的一种基于云计算平台的电子天平在线计量系统的结构示意图。

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。下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。

图1是本发明实施例的一种基于云计算平台的电子天平在线计量方法的示意图。如图1所示，一种基于云计算平台的电子天平在线计量方法，包括如下步骤：

执行处理模块的指令，获取电子天平的计量数据，并依据预设的串口协议将计量数据发送给处理模块；

具体地，作为一个示例，计量数据包括电子天平规格、型号和检定砝码数值，可将处理模块与电子天平通过串口数据线连接，将标准的移动式检定砝码和待计量对象放到电子天平上进行重量测量，当电子天平内部采集传感器的数据读取到检定砝码重量后，处理模块会根据SBI协议发送控制命令给电子天平，电子天平收到命令后会将实时测量的计量数据，如电子天平规格、型号和检定砝码数值以带ID码的22字节输出格式的数字信号的形式通过串口回馈至处理模块。

对接收的计量数据进行数据解析并组包生成新的数据包，将新的数据包按照预设的传输协议发送给无线模块，通过无线模块将新的数据包上传至云计算平台；

具体地，对接收的计量数据进行协议解析并提取计量数据的关键信息，计量数据的关键信息包括电子天平规格、型号和检定砝码数值，将提取计量数据的关键信息进行格式统一，按照预设的传输协议对其进行标识并组包生成新的数据包，作为一个示例，预设的传输协议为HTTP网络协议，当然，也可依据需求选择其他形式的传输协议；无线模块包括GPRS模块和WIFI模块，通过GPRS模块进行定位识别生成位置标签，并通过WIFI模块进行无线交互，将位置标签及新的数据包上传至云计算平台；

云计算平台依据传输协议对新的数据包进行解析，依据解析数据自动匹配数据库的模板进行数据处理和判断，生成电子原始记录和预出具电子检定证书。

云计算平台接收到新的数据包后，依据传输协议对新的数据包进行解析，云计算平台的数据库执行指令以自动匹配数据库中同型号的天平的以往检定数据，通过以往检定数据的比对，根据狄克逊准则剔除不合格的数据，按照电子天平检定规程生成原始记录至手机端APP，同时结合误差要求，在计量结束后严格按照计量规程从计量的重复性、示值误差和偏载三个方面进行数据生成，按照数据生成结果和预设的格式出具计量报告/证书的电子版本。云计算平台建立天平规格和型号检定数据库，由于解析后数据中存在个别误差较大的数据会影响计量结果，因此通过设定误差参数规则去除不合格的数据，从计量数据库中调取相关型号天平的大数据进行预判定，同时结合检定规程要求，对数据进行处理，较人为处理数据更为准确和迅速。在计量完全结束后，根据采集到的数据将规格型号、测量数据和标准对比结果发送到云计算平台证书软件上，软件通过天平的信息按照预设定模板生成电子证书，发送电子证书数据给终端模块，从而可以从终端模块获取相应的计量结果。

图2是本发明实施例的一种基于云计算平台的电子天平在线计量系统的结构示意图。如图2所示，该系统包括电子天平、处理模块、串口模块、无线模块、显示模块、云计算平台模块和终端设备，处理模块分别连接串口模块、无线模块和显示模块，所述电子天平连接串口模块，无线模块连接云计算平台模块，云计算平台模块连接终端设备，该系统用于实现上述方法，具体为：

电子天平执行处理模块的指令，获取对待计量对象的计量数据，计量数据包括电子天平规格、型号和检定砝码数值，并依据预设的串口协议将计量数据发送给处理模块；作为一个示例，可将处理模块与电子天平通过串口模块连接，将标准的移动式检定砝码和待计量对象放到电子天平上进行重量测量，当电子天平内部采集传感器的数据读取到检定砝码重量后，处理模块会根据SBI协议发送控制命令给电子天平，电子天平收到命令后会将实时测量的计量数据，如电子天平规格、型号和检定砝码数值以带ID码的22字节输出格式以数字信号的形式通过串口回馈至处理模块。

处理模块对接收的计量数据进行数据解析并组包生成新的数据包，将新的数据包按照预设的传输协议发送给无线模块，通过无线模块将新的数据包上传至云计算平台；

具体地，可通过处理模块对接收的计量数据进行协议解析并提取计量数据的关键信息，计量数据的关键信息包括待电子天平规格、型号和检定砝码数值，将提取计量数据的关键信息进行格式统一，按照预设的传输协议对其进行标识并组包生成新的数据包，作为一个示例，预设的传输协议为HTTP网络协议，当然，也可依据需求选择其他形式的传输协议；无线模块包括GPRS模块和WIFI模块，通过GPRS模块进行定位识别生成位置标签，并通过WIFI模块进行无线交互将位置标签及新的数据包上传至云计算平台；

云计算平台依据传输协议对新的数据包进行解析，依据解析数据自动匹配数据库的模板进行数据处理和判断，生成电子原记录和预出具电子检定证书。

云计算平台接收到新的数据包后，云计算平台的数据库执行指令，依据传输协议对新的数据包进行解析，自动匹配数据库中同型号的天平的以往检定数据，通过与过往检定数据的比对和狄克逊准则滤除不合格的数据，按照电子天平检定规程生成原始记录至手机端APP，同时结合误差要求，在计量结束后严格按照计量规程从计量的重复性、示值误差和偏载三个方面进行数据生成，按照生成结果和预设的格式出具计量报告/证书的电子版本。由于解析后数据中存在个别误差较大的数据会影响计量结果，云计算平台通过建立天平规格和型号检定数据库，通过设定误差参数规则去除不合格的数据，从计量数据库中调取相关天平的标准数据信息与之进行比较，同时结合误差要求，对数据进行数据生成，可以使得生成数据更加准确。在计量完全结束后，根据采集到的数据将规格、型号、测量数据和标准对比结果发送到云计算平台证书软件上，软件通过天平的信息按照预设定模板进行数据处理和判断，生成电子原记录和预出具电子检定证书，从而可以从终端模块获取相应的计量结果。

作为本发明的进一步改进，无线模块包括WIFI模块和GPRS模块，可用拨码开关实现WIFI模块和GPRS模块的选择，当拨码开关同时打开时微处理器软件会通过控制命令检测GPRS模块是否有电话卡，如有电话卡优先选用GPRS模块，当无电话卡时选用WIFI模块。无线模块与云计算平台通过HTTP协议通信，可通过终端设备的APP上开发用户交互界面，以实现与云计算平台通信功能。

作为本发明的进一步改进，该系统还包括电源模块，该电源模块是硬件单元的重要构造部位，为了保证内部芯片的稳定性，采用高效的滤波整流电路以及PWM技术，将220V交流电输出为5V的直流电源，供给其他模块使用，保证系统硬件单元各模块的供电稳定。

处理模块优选为微控制器，微控制器是硬件单元的核心部件，由输出/输入接口，通讯接口、计算单元以及闪存程序存储器等构成，作为一个优选的方案，微控制器MCU采用ARM公司专为高性能，低成本，低功耗的嵌入式应用设计的单片机。实现对串口模块、GPRS模块、WIFI模块、LCD显示模块的初始化功能及控制功能。

串口模块实现在线计量系统接收待测电子天平的测试数据。当电子天平内部采集传感器的数据读取到砝码重量后，根据串口协议发送读数请求指令，电子天平收到指令后会将实时测量的数值发送至处理模块。

WIFI模块由微控制器完成对其的初始化功能，采用SPI方式进行数据交换，通过WIFI模块可实时向云服务器传输数据，即使在没有WIFI的情况，也可以通过GPRS模块来实现网络数据传输。

GPRS模块可在模块中插入手机卡，将要发送的数据打包成网络数据包，并通过GPRS网络与云计算平台的服务器建立连接，将采集到数据发送到云服务器上。

LCD显示模块用于实现所述电子天平的计量数据的实时显示，就地可以检查电子天平的数据测量结果，LCD显示模块选用液晶触摸屏，支持8色显示，睡眠模式以及可以通过软件精确控制功率的功能。

终端设备APP与云计算平台进行通信的同时还可以进行用户交互界面的开发，在APP的界面开发中采用了线性布局和相对布局相结合的方式，利用系统开发终端APP应用，使得电子天平的计量数据结果可以在手机上实时显示，把云计算平台作为服务端监听客户端的请求，终端APP应用作为客户端发送请求，并接收来自服务端通过WIFI模块传输过来的数据。

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 (8)

1.一种基于云计算平台的电子天平在线计量方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1. 执行处理模块的指令，获取电子天平的计量数据，并依据预设的串口协议将计量数据发送给处理模块；

S2.对接收的计量数据进行协议解析并提取计量数据的关键信息，计量数据的关键信息包括电子天平的规格、型号和检定砝码数值，将提取的关键信息进行格式统一，按照预设的传输协议对其进行标识并组包生成新的数据包，将新的数据包按照预设的传输协议发送给无线模块，通过无线模块将新的数据包上传至云计算平台；

S3.云计算平台依据传输协议对新的数据包进行解析，依据解析数据自动匹配数据库的模板进行数据处理和判断，生成电子原始记录和预出具电子检定证书；

所述依据解析数据自动匹配数据库的模板生成电子证书数据具体为：

云计算平台的数据库执行指令，依据传输协议对新的数据包进行解析，自动匹配数据库中同型号的天平的以往检定数据，通过与以往检定数据的比对和狄克逊准则滤除不合格的数据，在计量结束后严格按照计量规程从计量的重复性、示值误差和偏载三个方面进行数据生成，以形成电子原始记录和预出具电子检定证书。

2.根据权利要求1所述的一种基于云计算平台的电子天平在线计量方法，其特征在于，所述预设的传输协议为HTTP网络协议。

3.根据权利要求1所述的一种基于云计算平台的电子天平在线计量方法，其特征在于，所述预设的串口协议为以带ID码的22字节输出格式的数字信号实现计量数据的发送。

4.一种基于云计算平台的电子天平在线计量系统，其特征在于，该系统包括电子天平、处理模块、串口模块、无线模块、云计算平台模块和终端设备，所述处理模块分别连接串口模块和无线模块，所述电子天平连接串口模块，所述无线模块连接云计算平台模块，所述云计算平台模块连接终端设备，该系统用于实现权利要求1-3中任一项所述的方法。

5.根据权利要求4所述的一种基于云计算平台的电子天平在线计量系统，其特征在于，所述无线模块包括GPRS模块和WIFI模块，所述GPRS模块用于定位识别生成位置标签；所述WIFI模块用于实现无线交互，将位置标签及新的数据包上传至云计算平台。

6.根据权利要求4所述的一种基于云计算平台的电子天平在线计量系统，其特征在于，该系统还包括电源模块，所述电源模块用于依据滤波整流电路和PWM技术，实现220V交流电至5V的直流电源的转换。

7.根据权利要求4所述的一种基于云计算平台的电子天平在线计量系统，其特征在于，该系统还包括显示模块，所述显示模块用于实现所述电子天平的计量数据的实时显示。

8.根据权利要求4所述的一种基于云计算平台的电子天平在线计量系统，其特征在于，所述终端设备还包括终端设备APP，所述终端设备APP用于实现与所述电子天平在线计量系统的交互。

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