CN117014079A - 一种基于ism频段无线通信的传感器校准和检验方法 - Google Patents

一种基于ism频段无线通信的传感器校准和检验方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于ISM频段无线通信的传感器校准和检验方法，涉及电子单元的校准、品质检测技术领域，该方案包括准备一个遥控器、若干个校验板和若干个被检单元，将一个遥控器与若干个校验板进行无线通信；给遥控器和所有校验板供电，并开机；用遥控器给所有校验板下指令，检验被检单元的硬件是否正常，并排除故障；将校验板连同被检单元放到特定的环境中，并给被检单元特定的激励信号；观察数据和反馈，挑选出被检单元的良品和不良品，放置在指定位置；遥控器和所有校验板关机，断电，并放回指定位置，完成校准和检验工作；本发明实现了对大规模数量的被检单元进行校准和检测，且可针对被检单元的数量灵活应用。

Description

一种基于ISM频段无线通信的传感器校准和检验方法
技术领域
本发明涉及电子单元的校准、品质检测技术领域，尤其涉及一种基于ISM频段无线通信的传感器校准和检验方法。
背景技术
现有技术中，对于各种传感器、被检元器件、U盘设备、显示屏、电池、太阳能面板、光源、电子元件或模块的校准、品质检测，普遍由人工操作检测设备逐个单一的进行，缺少适合于对大规模数量的被检单元进行校准和检测、且被检单元数量灵活可变的可行性方案，在这种背景情况下，申请人致力于研究出一种基于ISM频段无线通信的传感器校准和检验方法，实现对大规模数量的被检单元进行校准和检测，且可针对被检单元的数量灵活应用。
发明内容
本发明的目的在于实现对大规模数量的被检单元进行校准和检测，且可针对被检单元的数量灵活应用。
为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案如下：
一种基于ISM频段无线通信的传感器校准和检验方法，包括如下步骤：
步骤一、准备一个遥控器、若干个校验板和若干个被检单元，将一个遥控器与若干个校验板进行无线通信；
步骤二、给遥控器和所有校验板供电，并开机；
步骤三、用遥控器给所有校验板下指令，进行校验板硬件自检，排查供电不良、连接不良、短路等问题，并排除故障；
步骤四、将遥控器和所有校验板关机，断电；
步骤五、将被检单元分别连接到校验板上；
步骤六、再次给遥控器和所有校验板供电，并开机，通过校验板为被检单元供电；
步骤七、用遥控器给所有校验板下指令，检验被检单元的硬件是否正常，并排除故障；
步骤八、将校验板连同被检单元放到特定的环境中，并给被检单元特定的激励信号；
步骤九、用遥控器给所有校验板下指令，对被检单元进行数据校准和品质检验；
步骤十、观察数据和反馈，挑选出被检单元的良品和不良品，放置在指定位置；
步骤十一、遥控器和所有校验板关机，断电，并放回指定位置，完成校准和检验工作。
进一步地，遥控器中含有第一PCB板、第一MCU、第一按键模块、第一电源模块、第一显示屏、第一无线通信模块。
进一步地，所述第一按键模块用于设置遥控器的功能、参数以及触发无线通信，第一显示屏用于显示遥控器的功能选项、参数和校验板反馈的信息。
进一步地，校验板中含有第二PCB板、第二MCU、第二按键模块、第二电源模块、第二显示屏、第二无线通信模块、若干组指示灯、第一逻辑芯片、第二逻辑芯片，其中第二显示屏和若干组指示灯中的部分指示灯用于反馈被检单元是否为良品，另一部分指示灯用于指示校验板工作状态。
进一步地，所述第一逻辑芯片具有I/O口扩展功能，用于实现第二MCU和被检单元的一对多通信，所述第二逻辑芯片具有I/O口扩展功能，用于实现第二MCU对指示灯的一对多控制。
进一步地，所述指示灯一部分用于指示校验板的工作状态，另一部分分别放在每个被检单元旁边，用于提醒被检单元的工作和异常情况；第二显示屏用于显示被检单元的参数、显示校验板工作状态、以及提醒异常情况，第二按键模块用于设置校验板的功能、参数。
进一步地，被检单元插接或焊接在校验板上。
进一步地，所述被检单元为传感器、被检元器件或模块。
进一步地，所述遥控器与校验板之间、校验板与被检单元之间均为单向或双向通信，且在通信信息中包含密码或校验码。
进一步地，所述校验板与被检单元之间的通信方式为UART、I2C或SPI有线通信。
本发明的有益效果为：本发明通过将一个遥控器与若干个校验板进行无线通信，将被检单元分别连接到校验板上，用遥控器给所有校验板下指令，检验被检单元的硬件是否正常，并排除故障，接着将校验板连同被检单元放到特定的环境中，并给被检单元特定的激励信号，用遥控器给所有校验板下指令，对被检单元进行数据校准和品质检验，观察数据和反馈，挑选出被检单元的良品和不良品，放置在指定位置，遥控器和所有校验板关机，断电，并放回指定位置，从而完成校准和检验工作，与传统技术相比，本发明通过设置一个遥控器来控制若干个校验板，每个校验板又可以针对多个被检单元进行校准和检测，从而实现了对大规模数量的被检单元进行校准和检测，且可针对被检单元的数量灵活应用的目的。
附图说明
图1是本发明的遥控器、校验板、被检单元的连接关系示意图；
图2是本发明的步骤流程示意图。
图3是本发明的遥控器、校验板的连接关系示意图。
图4是本发明的校验板、被检单元的结构示意图。
图5是本发明的多组校验板、被检单元的结构示意图。
附图标记为：
校验板1，第二按键模块11，第二电源模块12，第二显示屏13，第二无线通信模块14，指示灯15，被检单元2。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行进一步说明。
如图1至图5所示的一种基于ISM频段无线通信的传感器校准和检验方法，包括如下步骤：
步骤一、准备一个遥控器、若干个校验板1和若干个被检单元2，其中，所述被检单元2为传感器、被检元器件或模块，将一个遥控器与若干个校验板1进行无线通信。
步骤二、给遥控器和所有校验板1供电，并开机。
步骤三、用遥控器给所有校验板1下指令，进行校验板1硬件自检，排查供电不良、连接不良、短路等问题，并排除故障。
步骤四、将遥控器和所有校验板1关机，断电。
步骤五、将被检单元2分别连接到校验板1上。
步骤六、再次给遥控器和所有校验板1供电，并开机，通过校验板1为被检单元2供电。
步骤七、用遥控器给所有校验板1下指令，检验被检单元2的硬件是否正常，并排除故障。
步骤八、将校验板1连同被检单元2放到特定的环境中，并给被检单元2特定的激励信号；根据不同的被检单元2，“特定的环境及激励信号”均不一样；例如：当被检单元2是某种气体传感器时，“特定的环境”就是某特定温度+湿度+气压+光照等等，“激励信号”就是一定浓度的气体；当被检单元2是温度传感器时，“特定的环境”就是某特定湿度+气压+光照等等，“激励信号”就是一定的温度。
步骤九、用遥控器给所有校验板1下指令，对被检单元2进行数据校准和品质检验。
步骤十、观察数据和反馈，挑选出被检单元2的良品和不良品，放置在指定位置；其中，观察数据和反馈与被检单元2的良品和不良品之间具体的关系如下：被检单元2的数据、信号、工作情况等，由第二MCU检测，这些数据和信号都有一定的正常范围和标准，因此第二MCU可判断被检单元2是良品还是不良品，并通过指示灯15和第二显示屏13反馈出来。
步骤十一、遥控器和所有校验板1关机，断电，并放回指定位置，完成校准和检验工作。
本发明可应用但不局限于如下设备的校准和品质检测：温度传感器、湿度传感器、粉尘传感器、气体传感器、电磁辐射、核辐射传感器、光学传感器、声学传感器、力学传感器、U盘设备、显示屏、电池、太阳能面板、光源(如LED、灯泡等)、电子元件(如电阻、电容、电感、晶体管等)。
其中，遥控器中含有第一PCB板、第一MCU、第一按键模块、第一电源模块、第一显示屏和第一无线通信模块，所述第一按键模块用于设置遥控器的功能、参数以及触发无线通信，第一显示屏用于显示遥控器的功能选项、参数和校验板1反馈的信息。
校验板1中含有第二PCB板、第二MCU、第二按键模块11、第二电源模块12、第二显示屏13、第二无线通信模块14、若干组指示灯15、第一逻辑芯片、第二逻辑芯片，其中第二显示屏13和若干组指示灯15中的部分指示灯15用于反馈被检单元2是否为良品，另一部分指示灯15用于指示校验板1工作状态。
所述第一逻辑芯片具有I/O口扩展功能，用于实现第二MCU和被检单元2的一对多通信，所述第二逻辑芯片具有I/O口扩展功能，用于实现第二MCU对指示灯15的一对多控制。
所述指示灯15一部分用于指示校验板1的工作状态，另一部分分别放在每个被检单元2旁边，用于提醒被检单元2的工作和异常情况；第二显示屏13用于显示被检单元2的参数、显示校验板1工作状态、以及提醒异常情况，第二按键模块11用于设置校验板1的功能、参数。
本实施例中，被检单元2插接或焊接在校验板1上。
所述遥控器与校验板1之间、校验板1与被检单元2之间均为单向或双向通信，且在通信信息中包含密码或校验码，以避免误触发或被外界干扰。
遥控器与校验板1之间的无线通信包括但不局限于ISM频段、红外、超声波、蓝牙、WIFI等通讯方式。
所述校验板1与被检单元2之间的通信方式为UART、I2C或SPI有线通信。
本发明的遥控器可对校验板1做“一对多”控制，即一个遥控器同时遥控多个校验板1，每个校验板1又可同时连接并控制多个被检单元2，从而实现大量传感器的同时校准和品质检验(或大量元器件、模块的同时品质检验)。
本发明的供电方式为：遥控器用电池供电，也可用USB供电；校验板1用USB供电；校验板1上设置有电源模块，被检单元2通过校验板1上的电源模块供电。
本发明具有但不局限于如下优点：可实现传感器的大规模校准和品质检验，且数量可灵活改变；可实现元器件、模块的大规模品质检验，且数量可灵活改变；模块化的校验板1，更容易检修维护，比如100个校验板1中有1个坏了，可以单独关闭或更换，不影响其他校验板1的运行；遥控方式可减少电线连接，提高硬件寿命，且提高操作的可靠性；通过遥控方式远程操作，实现人与传感器、或被检元器件、模块空间上的隔离，避免相互影响；做气体传感器校准时，空间利用率高，因此可高效利用传感器周围的气体，降低成本且能减少环境污染；另外，接线少也便于优化装置的气密性；校验板1上有显示屏和指示灯15提醒，可快速筛选出良品和不良品。
当遥控器给所有校验板1下指令之后，校验板1通过如下方式实现硬件自检，排查供电不良、连接不良、短路等问题，并排除故障：
1、首先校验板1上有自检电路，这些电路由第二MCU控制，其次，检测内容有：①校验板1的功耗；②第二电源模块12的输入电压和输出电压；③校验板1给每个被检单元2供电的电压和电流；④“第二无线通信模块14”的通信情况；⑤校验板1上的第一逻辑芯片和第二逻辑芯片的工作情况。
2、上述的功耗、电流、电压、通信逻辑，都有一定的正常范围和标准，因此第二MCU可判断校验板1硬件是否正常，并通过指示灯15和第二显示屏13反馈出来；排除故障则需要人工去修理；供电不良，可由上述②判定；连接不良，可由上述①③④⑤判定；短路，可由上述①②③判定；由此实现硬件自检，排查供电不良、连接不良、短路等问题，并排除故障。
当遥控器给所有校验板1下指令后，通过如下方式检验被检单元2的硬件是否正常，并排除故障：
1、由第二MCU检测被检单元2的硬件是否正常，检测内容例如：①校验板1给每个被检单元2供电的电压和电流；②被检单元2的信号(如电压、电流、容值或阻值等)；③若被检单元2上面也有其它MCU，则让第二MCU与其通信，并判断是否正常。
2、上述的电流、电压、通信逻辑，都有一定的正常范围和标准，因此第二MCU可判断被检单元2硬件是否正常，并通过指示灯15和第二显示屏13反馈出来；排除故障则需要人工去修理。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例，不能以此来限定本发明的权利保护范围，因此依本发明申请专利范围上所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围，以上并非对本发明的技术范围作任何限制，凡依据本发明技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种基于ISM频段无线通信的传感器校准和检验方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、准备一个遥控器、若干个校验板和若干个被检单元，将一个遥控器与若干个校验板进行无线通信；
步骤二、给遥控器和所有校验板供电，并开机；
步骤三、用遥控器给所有校验板下指令，进行校验板硬件自检，排查供电不良、连接不良、短路等问题，并排除故障；
步骤四、将遥控器和所有校验板关机，断电；
步骤五、将被检单元分别连接到校验板上；
步骤六、再次给遥控器和所有校验板供电，并开机，通过校验板为被检单元供电；
步骤七、用遥控器给所有校验板下指令，检验被检单元的硬件是否正常，并排除故障；
步骤八、将校验板连同被检单元放到特定的环境中，并给被检单元特定的激励信号；
步骤九、用遥控器给所有校验板下指令，对被检单元进行数据校准和品质检验；
步骤十、观察数据和反馈，挑选出被检单元的良品和不良品，放置在指定位置；
步骤十一、遥控器和所有校验板关机，断电，并放回指定位置，完成校准和检验工作。
2.根据权利要求1所述的一种基于ISM频段无线通信的传感器校准和检验方法，其特征在于：遥控器中含有第一PCB板、第一MCU、第一按键模块、第一电源模块、第一显示屏、第一无线通信模块。
3.根据权利要求2所述的一种基于ISM频段无线通信的传感器校准和检验方法，其特征在于：所述第一按键模块用于设置遥控器的功能、参数以及触发无线通信，第一显示屏用于显示遥控器的功能选项、参数和校验板反馈的信息。
4.根据权利要求1所述的一种基于ISM频段无线通信的传感器校准和检验方法，其特征在于：校验板中含有第二PCB板、第二MCU、第二按键模块、第二电源模块、第二显示屏、第二无线通信模块、若干组指示灯、第一逻辑芯片、第二逻辑芯片，其中第二显示屏和若干组指示灯中的部分指示灯用于反馈被检单元是否为良品，另一部分指示灯用于指示校验板工作状态。
5.根据权利要求4所述的一种基于ISM频段无线通信的传感器校准和检验方法，其特征在于：所述第一逻辑芯片具有I/O口扩展功能，用于实现第二MCU和被检单元的一对多通信，所述第二逻辑芯片具有I/O口扩展功能，用于实现第二MCU对指示灯的一对多控制。
6.根据权利要求4所述的一种基于ISM频段无线通信的传感器校准和检验方法，其特征在于：所述指示灯一部分用于指示校验板的工作状态，另一部分分别放在每个被检单元旁边，用于提醒被检单元的工作和异常情况；第二显示屏用于显示被检单元的参数、显示校验板工作状态、以及提醒异常情况，第二按键模块用于设置校验板的功能、参数。
7.根据权利要求1所述的一种基于ISM频段无线通信的传感器校准和检验方法，其特征在于：被检单元插接或焊接在校验板上。
8.根据权利要求1所述的一种基于ISM频段无线通信的传感器校准和检验方法，其特征在于：所述被检单元为传感器、被检元器件或模块。
9.根据权利要求1所述的一种基于ISM频段无线通信的传感器校准和检验方法，其特征在于：所述遥控器与校验板之间、校验板与被检单元之间均为单向或双向通信，且在通信信息中包含密码或校验码。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种基于ISM频段无线通信的传感器校准和检验方法，其特征在于：所述校验板与被检单元之间的通信方式为UART、I2C或SPI有线通信。
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