一種用於數顯量具的數據採集及處理方法
2023-05-01 03:14:16 1
一種用於數顯量具的數據採集及處理方法
【專利摘要】本發明提供一種用於數顯量具的數據採集及處理方法，採集器接收數顯量具的測量數據，將測量結果保存至通信結構，按照規定的通信流程將測量結果上傳至上位機。其中，採集器採用中斷方式接收來自數顯量具的測量數據，將測量結果和測量單位分別保存至通信結構中測量結果和測量單位處，運行在上位機和採集器中的軟體按照通信流程實現包含測量結果通信結構的傳送。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明是一種用於數顯量具的數據採集及處理方法，屬於計量測試【技術領域】。 一種用於數顯量具的數據採集及處理方法
【背景技術】
[0002] 當前，製造執行系統（Manufacturing Execute System, MES)在製造領域得到廣 泛應用，作為車間製造信息管理系統，消除了管理計劃層和生產控制層的信息斷層，促進了 生產效率和生產質量的提高，然而其中檢測環節雖然部分使用數顯量具獲取測量數據，但 仍然採用手動方法錄入製造執行系統，導致檢測過程效率低、可靠性差、成本居高不下等問 題，進而影響產品的生產成本、周期和質量。
【發明內容】
[0003] 本發明正是針對上述現有技術中存在的缺點而設計提供了一種用於數顯量具的 數據採集及處理方法，其目的是將數顯量具的測量數據直接傳輸到製造執行系統中，提高 了製造執行系統檢測環節自動化程度，降低檢測成本，提高效率和質量。
[0004] 本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：
[0005] 該種用於數顯量具的數據採集及處理方法，其特徵在於；該方法的步驟為：
[0006] 步驟一與數顯量具（7)對應的採集器（1)採用中斷方式接收數顯量具（7)的測 量數據，採集器（1)和數顯量具（7)的數據交換協議是RS232 (9)，測量數據是字符流，採集 器檢測字符流，將其中開始和結束字符之間的子串作為一次測量結果；
[0007] 步驟二將步驟一得到的測量結果填入通信結構中第39至第46八個字節處，將步 驟一得到的測量單位填入通信結構中第55至第62八個字節處，通信結構的格式是：
[0008] 第0至第1兩個字節存放表示數據包所佔字節數目的短整數；
[0009] 第2個字節存放表示數據包類型的ASCII字符；
[0010] 第3至第10八個字節存放表示量具標識的ASCII字符串；
[0011] 第11至第26十六個字節存放表示數顯量具類型的ASCII字符串；
[0012] 第27至第30四個字節存放表示數顯量具測量精度的浮點數；
[0013] 第31至第34四個字節存放表示數顯量具測量範圍上限的浮點數；
[0014] 第35至第38四個字節存放表示數顯量具測量範圍下限的浮點數；
[0015] 第39至第46八個字節存放表示數顯量具測量結果的ASCII字符串；
[0016] 第47至第49三個字節存放表示數顯量具檢驗日期的ASCII字符串；
[0017] 第50個字節存放表示數顯量具可用狀態的ASCII字符；
[0018] 第51至第53三個字節存放表示數顯量具有效日期的ASCII字符串；
[0019] 第54個字節存放表示數顯量具的檢驗級別的ASCII字符；
[0020] 第55至第62八個字節存放表示數顯量具測量單位的ASCII字符串；
[0021] 第63個字節是保留字節，用於擴展用途；
[0022] 其中，第2個字節存放的表示數據包類型的ASCII字符具體含義如下：
[0023] 0表示信息請求代碼，1表示信息返回代碼，2表示接收反饋代碼，3表示驗證反饋 代碼；
[0024] 步驟三將步驟二得到的包含測量結果的通信結構上傳給上位機，上傳的通信流 程是：
[0025] 3. 1根據上位機發出的信息請求，將包含測量結果的通信結構發送給上位機（)， 通信結構中數據包類型欄位為信息返回代碼1 ;
[0026] 3. 2上位機收到數據包類型欄位為信息返回代碼1的通信結構後，返回數據包類 型欄位為接受反饋代碼2的通信結構；
[0027] 3. 3根據上位機發出的數據包類型欄位為接受反饋代碼2的通信結構，將包含測 量結果的通信結構發送給上位機0，通信結構中數據包類型欄位為驗證反饋代碼3 ;
[0028] 3. 4上位機收到數據包類型欄位為驗證反饋代碼3的通信結構後，結束一次通信 流程；
[0029] 步驟四上位機對通信結構進行解析，將第39至第46位元組的ASCII字符串代表的 測量結果、第55至第62位元組的ASCII字符串代表的測量單位和第3至第10位元組的ASCII 字符串代表的量具標識裝入上位機的製造執行系統的檢測資料庫中。
[0030] 本發明所提供的數顯量具數據採集和處理方法，消除製造執行系統中檢測數據的 人工錄入環節，在提高數顯量具數據採集和處理自動化程度的基礎上，有效降低數據採集 的錯誤率，提高數據採集的效率，為生產現場快速、準確數據採集提供技術基礎。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031] 圖1為採用本發明方法進行數據採集及處理的裝置
[0032] 圖2為圖1中信號電平轉換電路（3)的電路圖
[0033] 圖3為圖1中電壓轉換電路（5)的電路圖
[0034] 圖4為圖1中復位電路（4)的電路圖
[0035] 圖5為存貯在圖1中單片機（2)內的軟體的流程圖
[0036] 圖6為存貯在圖1中上位機（6)內的軟體的流程圖
【具體實施方式】
[0037] 以下將結合附圖和實施例對本發明技術方案作進一步地詳述：
[0038] 參見附圖1所示，採用本發明方法進行數據採集及處理的裝置包括採集器1、上位 機6和數顯量具7,採集器1包括微處理器2、信號電平轉換電路3、復位電路4、電壓轉換電 路5,其中：微處理器2通過印刷電路板與信號電平轉換電路3、電壓轉換電路5、復位電路 4連接，微處理器2和電壓轉換電路5均通過USB接口 8與上位機6連接，信號電平轉換電 路3通過RS232接口 9與數顯量具7連接；
[0039] 信號電平轉換電路3用於採集數顯量具7的信號，並將該信號與微處理器2的信 號電平進行匹配轉換，信號電平轉換電路3的電路圖如圖2所示，圖中所選用電平轉換晶片 為 MAX232D ;
[0040] 電壓轉換電路5通過與上位機6連接的USB接口 8為採集器1提供電源，電壓轉 換電路5的電路圖如圖3所示，圖中所選用電壓轉換晶片為REG117 - 3. 3 ;
[0041] 復位電路4用於微處理器上電復位，復位電路4的電路圖如圖4所示；
[0042] 微處理器2採用Silicon Laboratories公司生產的晶片C8051F340 ;
[0043] 將本發明方案所述的方法分別在微處理器2和上位機6上進行編程，對微處理器 2按上述方法編程如圖5所示，上位機6編程流程如圖6所示，本發明所述的用於數顯量具 的數據採集及處理方法的實現過程如下：
[0044] 步驟一與數顯量具7連接的採集器1採用中斷方式接收數顯量具7的測量數據， 接收流程如圖5 - b所示，步驟如下：
[0045] 1. 1單片機2通過信號電平轉化電路3採用中斷方式接收數顯量具7的RS232信 號，檢索接收中斷標誌RI0的值，1表示接收中斷，執行步驟1. 2 ;0表示非接收中斷，結束流 程；
[0046] 1. 2單片機2設置中斷標誌RI0的值為0,從寄存器SBUF0中取出當前接收到的字 符，檢索字符值，若為'+'或符號位，則執行步驟1.3;若為0x13,則執行步驟1.4;若為 其他字符，則執行步驟1.5 ;
[0047] 1. 3單片機2設置接收緩衝區指針Ind至BUF[8]的首地址，將' +'或'-'符號位 放入接收緩衝區指針Ind所指位置，接收緩衝區指針Ind後移一個位置；
[0048] 1. 4單片機2設置接收完成標誌Tx_Ready為1，設置測量單位UNIT [8];
[0049] 1. 5單片機2將字符放入接收緩衝區指針Ind所指位置，接收緩衝區指針Ind後移 一個位置；
[0050] 步驟二單片機2將步驟一得到的存儲在BUF[8]中的測量結果填入通信結構中第 39至第46八個字節處，將步驟一得到的存儲在UNIT [8]中的測量單位填入通信結構中第 55至第62八個字節處，其流程如圖5 - a所示，步驟如下：
[0051] 2· 1清空接收緩衝區BUF[8];
[0052] 2. 2檢索接收完成標誌TX_Ready的值，1表示接收完成，執行2. 3 ;0表示接收未完 成，執行2. 4 ;
[0053] 2. 3將接收緩衝區BUF[8]中的測量結果填入通信結構第39至第46八個字節處， 將測量單位填入通信結構第55至第62八個字節處；
[0054] 2. 4 轉至 2. 2
[0055] 所用通信結構的格式如表1所示，
[0056] 表 1
[0057]
【權利要求】
1. 一種用於數顯量具的數據採集及處理方法，其特徵在於；該方法的步驟為： 步驟一與數顯量具（7)對應的採集器（1)採用中斷方式接收數顯量具（7)的測量數 據，採集器（1)和數顯量具（7)的數據交換協議是RS232 (9)，測量數據是字符流，採集器 (1)檢測字符流，將其中開始和結束字符之間的子串作為一次測量結果； 步驟二將步驟一得到的測量結果填入通信結構中第39至第46八個字節處，將步驟一 得到的測量單位填入通信結構中第55至第62八個字節處，通信結構的格式是： 第0至第1兩個字節存放表示數據包所佔字節數目的短整數； 第2個字節存放表示數據包類型的ASCII字符； 第3至第10八個字節存放表示量具標識的ASCII字符串； 第11至第26十六個字節存放表示數顯量具類型的ASCII字符串； 第27至第30四個字節存放表示數顯量具測量精度的浮點數； 第31至第34四個字節存放表示數顯量具測量範圍上限的浮點數； 第35至第38四個字節存放表示數顯量具測量範圍下限的浮點數； 第39至第46八個字節存放表示數顯量具測量結果的ASCII字符串； 第47至第49三個字節存放表示數顯量具檢驗日期的ASCII字符串； 第50個字節存放表示數顯量具可用狀態的ASCII字符； 第51至第53三個字節存放表示數顯量具有效日期的ASCII字符串； 第54個字節存放表示數顯量具的檢驗級別的ASCII字符； 第55至第62八個字節存放表示數顯量具測量單位的ASCII字符串； 第63個字節是保留字節，用於擴展用途； 其中，第2個字節存放的表示數據包類型的ASCII字符具體含義如下： 〇表示信息請求代碼，1表示信息返回代碼，2表示接收反饋代碼，3表示驗證反饋代 碼； 第3至第10八個字節存放的量具標識，是與量具一一對應，並隨機形成的ASCII字符 串； 步驟三將步驟二得到的包含測量結果的通信結構上傳給上位機￠)，上傳的通信流程 是： 3. 1根據上位機（6)發出的數據包類型欄位為信息請求代碼0的通信結構，將包含測量 結果的通信結構發送給上位機（6)，通信結構中數據包類型欄位為信息返回代碼1 ; 3. 2上位機（6)收到數據包類型欄位為信息返回代碼1的通信結構後，返回數據包類型 欄位為接受反饋代碼2的通信結構； 3. 3根據上位機（6)發出的數據包類型欄位為接受反饋代碼2的通信結構，將包含測量 結果的通信結構發送給上位機（6)，通信結構中數據包類型欄位為驗證反饋代碼3 ; 3. 4上位機（6)收到數據包類型欄位為驗證反饋代碼3的通信結構後，結束一次通信流 程； 步驟四上位機（6)對通信結構進行解析，將第39至第46位元組的ASCII字符串代表的 測量結果、第55至第62位元組的ASCII字符串代表的測量單位和第3至第10位元組的ASCII 字符串代表的量具標識裝入上位機的製造執行系統的檢測資料庫中。
【文檔編號】G01B21/00GK104061886SQ201410252067
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月9日 優先權日:2014年6月9日
【發明者】鄭會龍, 李志 , 趙世遷, 馬藝航 申請人:中國航空工業集團公司北京航空精密機械研究所