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一种大批量传感器质量检验方法
【专利摘要】本发明涉及一种大批量传感器质量检验方法，包括如下步骤：1）传感器将输出信号经过RS232串口传输给可编程逻辑器转接电路；2）可编程逻辑器转接电路实现对应传感器传输线路的接通和切换，进而将该传感器输出信号和编号经过RS232串口传输给微处理器；3）微处理器识别传感器的编号并采集传感器输出信号，当采集完可编程逻辑器转接电路连接的所有传感器输出信号后，通过485串口，以及485串口转接USB接口，传输给计算机；4）计算机实现对大批量传感器输出信号的读取、显示、记录、保存、性能分析，并判断产品合格与否。本发明方法具有价格低廉、实现方便、高效简捷、自动化程度高、操作简单且功能全面等特点。
【专利说明】一种大批量传感器质量检验方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种大批量传感器质量检验方法。
【背景技术】
[0002]新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，传感器就是把自然界中的各种物理量、化学量、生物量转化为可测量的电信号的装置与元件，是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。
[0003]物联网是新一代信息技术的重要组成部分，已渗透到诸如工业生产、智能家居、宇宙开发、海洋探测、环境保护等等极其之泛的领域。传感器属于物联网的神经末梢，成为人类全面感知自然的最核心元件，各类传感器的大规模部署和应用是构成物联网不可或缺的基本条件。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。传感器是新技术革命和信息社会的重要技术基础，是当今世界极其重要的高科技，一切现代化仪器、设备几乎都离不开传感器。
[0004]智能传感器是传感器的智能化，是具有信息处理功能的传感器，在生产、销售、使用前对其质量进行检验是必备环节。然而，目前多采用人工观察或只能自动对少数几个、最多几十个传感器数据进行观测记录，检测效率和检测效果较差，如何建立自动化的能同时对大批量的传感器进行质检对传感器的生产制造具有重要意义。

【发明内容】

[0005]针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种大批量传感器质量检验方法，能够对大批量的传感器自动进行数据获取，依据获取的数据进行传感器性能的检验和质量评估，自动筛选出合格与不合格的传感器。
[0006]为达到上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种大批量传感器质量检验方法，包括以下步骤:
1)传感器将输出信号经过RS232串口传输给可编程逻辑器转接电路；
2)可编程逻辑器转接电路实现对应传感器传输线路的接通和切换，进而将该传感器输出信号和编号经过RS232串口传输给微处理器；
3)微处理器识别传感器的编号并采集传感器输出信号，当采集完可编程逻辑器转接电路连接的所有传感器输出信号后，通过485串口，以及485串口转接USB接口，传输给计算机；
4)计算机实现对大批量传感器输出信号的读取、显示、记录、保存、性能分析，并判断产品合格与否。
[0007]所述步骤I)中的每个可编程逻辑器转接电路能够对32个传感器循环切换和转接。
[0008]所述步骤3)中的计算机能够同时连接256个可编程逻辑器转接电路。
[0009]所述步骤3)中的微处理器识别传感器的编号并采集传感器输出信号，具体步骤如下:
a.初始化:对连接传感器的232串口、连接计算机的485串口、I/O口、定时器模块初始化，将用到的标志位、变量设定为初始值，分配引脚以及配置寄存器写入需要的值；
b.系统自检:检测各模块是否处于正常工作状态，检测可编程逻辑器转接电路及传感
器数量；
c.控制可编程逻辑器转接电路:使可编程逻辑器转接电路每次连接与切换一个传感器，实现对该传感器信号的传输；
d.连接可编程逻辑器转接电路RS232串口通讯:微处理器通过RS232串口读取传感器的编号及输出信号；
e.数据处理:识别传感器的编号，将读取的所有传感器数据整理成特定数据包；
f.连接计算机的485串口转USB通讯:将整理好的数据包传输给计算机。
[0010]所述步骤4)中的计算机实现对大批量传感器输出信号的读取、显示、记录、保存、性能分析，并判断产品合格与否，具体步骤为:
a.参数设置:包括通讯次数、数据保存间隔、数据保存路径、串口通讯参数、点名设置；其中，通讯次数:用于设置计算机采集传感器信号的次数，当采集次数到时，将自动停止；数据保存间隔:用于设置采集两次数据之间的时间间隔；数据保存路径:用于设置采集到的所有传感器数据保存的文件夹路径；串口通讯参数:需要设置的信息包括RS232串口的串口号、波特率、校验位、数据位、停止位，以及485串口的串口号、波特率、校验位、数据位、停止位；点名设置:用于设置哪些编号的可编程逻辑器转接电路和计算机进行通讯，计算机将对这些编号的转接电路进行通讯状况的检查；
b.数据通讯:实现对大批量传感器输出信号的读取、显示、记录、保存、性能分析、判断产品合格与否；其中，信号读取:通过485接口逐个读取每个通讯板上微处理器发送的传感器信号；显示:将读取的传感器信号实时显示在界面相应的位置；记录:将读取的传感器信号原始数据实时自动记录在对应的文本文件中；保存:将原始数据进行特定的整理，形成方便用户阅读的具有特定物理含义的数据，实时保存在对应的文本文件中；性能分析:数据读取结束后，依据每个传感器的数据信息，计算信号的最大值、最小值、方差；判断产品合格与否:依据用户设置的阈值及性能分析的计算结果，自动判断产品是否合格，将合格与否的信息显示在界面中，方便用户的挑拣；
c.历史数据装载与分析:将已存在的数据文件读入计算机，实现历史数据文件装载功能，进行离线数据分析。
[0011]与现有技术相比，本发明具有如下突出的实质性特点和显著的优点:
本发明方法能够对大批量的传感器信号同时进行采集、显示、记录、保存、性能分析、判断产品合格与否等功能，大大提升了效率，节约了劳动力成本，提高了生产效益，具有价格低廉、实现方便、高效简捷、自动化程度高、操作简单且功能全面等特点，为大批量智能传感器使用前的质量检验和性能评定奠定基础。【专利附图】

【附图说明】
[0012]图1是本发明的大批量传感器质量检验方法基本框图。
[0013]图2是本发明实施例采用的质量检验系统组成结构框图。
[0014]图3是本发明实施例的微处理器数据获取流程框图。
[0015]图4是本发明实施例的计算机及质量检验软件主程序流程框图。
[0016]图5是本发明实施例的质量检验软件界面图。
【具体实施方式】
[0017]本发明的一个优选实施例结合附图详述如下:
如图1所示 ，一种大批量传感器质量检验方法，包括以下步骤:
1)传感器将输出信号经过RS232串口传输给可编程逻辑器转接电路；
2)可编程逻辑器转接电路实现对应传感器传输线路的接通和切换，进而将该传感器输出信号和编号经过RS232串口传输给微处理器；
3)微处理器识别传感器的编号并采集传感器输出信号，当采集完可编程逻辑器转接电路连接的所有传感器输出信号后，通过485串口，以及485串口转接USB接口，传输给计算机；
4)计算机实现对大批量传感器输出信号的读取、显示、记录、保存、性能分析，并判断产品合格与否。
[0018]如图2所示，本实施例中上述步骤I)中采用的传感器由8192个编号为传感器1、传感器2、……、传感器8192的传感器组成；步骤2)中可编程逻辑器转接电路由256个编号为可编程逻辑器转接电路1、可编程逻辑器转接电路2、……、可编程逻辑器转接电路256的电路组成；步骤3)微处理器由256个编号为微处理器1、微处理器2、……、微处理器256的中央处理单元组成。其中每32个传感器通过一个RS232串口连接至一个可编程逻辑器转接电路，进而通过RS232串口连接至一个微处理器，在每个微处理器中实现与其通过可编程逻辑器转接电路对应连接的32个传感器编号识别、信号采集、数据打包整理。每个微处理器打包整理后的数据通过485串口发送给计算机，从而实现8192个传感器数据的读取、显示、记录、保存、性能分析、判断产品合格与否等功能。
[0019]如图3所示，所述步骤3)中的微处理器识别传感器的编号并采集传感器输出信号，具体步骤如下:
a.初始化:对连接传感器的232串口、连接计算机的485串口、I/O口、定时器模块初始化，将用到的标志位、变量设定为初始值，分配引脚以及配置寄存器写入需要的值；
b.系统自检:检测各模块是否处于正常工作状态，检测可编程逻辑器转接电路及传感
器数量；
c.控制可编程逻辑器转接电路:使可编程逻辑器转接电路每次连接与切换一个传感器，实现对该传感器信号的传输；
d.连接可编程逻辑器转接电路RS232串口通讯:微处理器通过RS232串口读取传感器的编号及输出信号；
e.数据处理:识别传感器的编号，将读取的所有传感器数据整理成特定数据包；
f.连接计算机的485串口转USB通讯:将整理好的数据包传输给计算机。[0020]如图4所示，所述步骤4)中的计算机实现对大批量传感器输出信号的读取、显示、记录、保存、性能分析，并判断产品合格与否，具体步骤为:
a.参数设置:包括通讯次数、数据保存间隔、数据保存路径、串口通讯参数、点名设置；其中，通讯次数:用于设置计算机采集传感器信号的次数，当采集次数到时，将自动停止；数据保存间隔:用于设置采集两次数据之间的时间间隔；数据保存路径:用于设置采集到的所有传感器数据保存的文件夹路径；串口通讯参数:需要设置的信息包括RS232串口的串口号、波特率、校验位、数据位、停止位，以及485串口的串口号、波特率、校验位、数据位、停止位；点名设置:用于设置哪些编号的可编程逻辑器转接电路和计算机进行通讯，计算机将对这些编号的转接电路进行通讯状况的检查；
b.数据通讯:实现对大批量传感器输出信号的读取、显示、记录、保存、性能分析、判断产品合格与否；其中，信号读取:通过485接口逐个读取每个通讯板上微处理器发送的传感器信号；显示:将读取的传感器信号实时显示在界面相应的位置；记录:将读取的传感器信号原始数据实时自动记录在对应的文本文件中；保存:将原始数据进行特定的整理，形成方便用户阅读的具有特定物理含义的数据，实时保存在对应的文本文件中；性能分析:数据读取结束后，依据每个传感器的数据信息，计算信号的最大值、最小值、方差；判断产品合格与否:依据用户设置的阈值及性能分析的计算结果，自动判断产品是否合格，将合格与否的信息显示在界面中，方便用户的挑拣；
c.历史数据装载与分析:将已存在的数据文件读入计算机，实现历史数据文件装载功能，进行离线数据分析。
[0021]如图5所示，一种大批量传感器质量检验方法的质量检验软件界面图，包括软件主界面(a)和产品筛选界面(b)，具体操作步骤如下:
I)系统参数设置:在主界面(a)相应的文本框内输入，包括设置通讯次数，数据保存间隔，要通讯的板子编号及本次实验的名称。输入完成后，单击“浏览”按钮进行此次实验数据路径的选择(后续的处理文件都应该存放在该路径下)。
[0022]2)串口检测与设置:单击“串口设置”按钮，可选择串口的波特率，校验位，数据位，停止位，输入队列长度，输出队列长度进行初始化。初始化成功后自动匹配可用串口。
[0023]3)数据通讯:单击“检查”按钮，软件对要通讯的微处理器及转接电路板序号，进行点名，点名成功的转接板和传感器编号将记录在界面上，并用该编号生成文件夹用来保存传感器上传的数据。单击“开始”按钮进行数据的采集，单击“暂停”按钮暂停采集数据。
[0024]4)数据的显示、保存:正确的数据将会显示在界面的表格中，并保存到传感器编号对应文件夹的.TXT文本中。
[0025]5)产品筛选:点击“数据处理”按钮，在图5 (b)中相应的文本框输入要处理的传感器序号，合格产品的最大值和最小值筛选参数，单击“开始处理”可以自动计算出每个传感器采集的相关信号的最大值、最小值、方差、均值等相关信息，并依据判定阈值和准则，自动判断产品是否合格，并在最后一列“合格”栏内显示，合格产品对应的显示为特定颜色。用户可根据颜色信息直接挑选出合格的产品。
【权利要求】
1.一种大批量传感器质量检验方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)传感器将输出信号经过RS232串口传输给可编程逻辑器转接电路； 2)可编程逻辑器转接电路实现对应传感器传输线路的接通和切换，进而将该传感器输出信号和编号经过RS232串口传输给微处理器； 3)微处理器识别传感器的编号并采集传感器输出信号，当采集完可编程逻辑器转接电路连接的所有传感器输出信号后，通过485串口，以及485串口转接USB接口，传输给计算机； 4)计算机实现对大批量传感器输出信号的读取、显示、记录、保存、性能分析，并判断产品合格与否。
2.根据权利要求1所述的大批量传感器质量检验方法，其特征在于，所述步骤I)中的每个可编程逻辑器转接电路能够对32个传感器循环切换和转接。
3.根据权利要求1所述的大批量传感器质量检验方法，其特征在于，所述步骤3)中的计算机能够同时连接256个可编程逻辑器转接电路。
4.根据权利要求1所述的大批量传感器质量检验方法，其特征在于，所述步骤3)中的微处理器识别传感器的编号并采集传感器输出信号，具体步骤如下: a.初始化:对连接传感器的232串口、连接计算机的485串口、I/O口、定时器模块初始化，将用到的标志位、变量设定为初始值，分配引脚以及配置寄存器写入需要的值； b.系统自检:检测各模块是否处于正常工作状态，检测可编程逻辑器转接电路及传感器数量； c.控制可编程逻辑器转接电路:使可编程逻辑器转接电路每次连接与切换一个传感器，实现对该传感器信号的传输； d.连接可编程逻辑器转接电路RS232串口通讯:微处理器通过RS232串口读取传感器的编号及输出信号； e.数据处理:识别传感器的编号，将读取的所有传感器数据整理成特定数据包； f.连接计算机的485串口通讯:将整理好的数据包传输给计算机。
5.根据权利要求1所述的大批量传感器质量检验方法，其特征在于，所述步骤4)中的计算机实现对大批量传感器输出信号的读取、显示、记录、保存、性能分析，并判断产品合格与否，具体步骤为: a.参数设置:包括通讯次数、数据保存间隔、数据保存路径、串口通讯参数、点名设置；其中，通讯次数:用于设置计算机采集传感器信号的次数，当采集次数到时，将自动停止；数据保存间隔:用于设置采集两次数据之间的时间间隔；数据保存路径:用于设置采集到的所有传感器数据保存的文件夹路径；串口通讯参数:需要设置的信息包括RS232串口的串口号、波特率、校验位、数据位、停止位，以及485串口的串口号、波特率、校验位、数据位、停止位；点名设置:用于设置哪些编号的可编程逻辑器转接电路和计算机进行通讯，计算机将对这些编号的转接电路进行通讯状况的检查； b.数据通讯:实现对大批量传感器输出信号的读取、显示、记录、保存、性能分析、判断产品合格与否；其中，信号读取:通过485接口逐个读取每个通讯板上微处理器发送的传感器信号；显示:将读取的传感器信号实时显示在界面相应的位置；记录:将读取的传感器信号原始数据实时自动记录在对应的文本文件中；保存:将原始数据进行特定的整理，形成方便用户阅读的具有特定物理含义的数据，实时保存在对应的文本文件中；性能分析:数据读取结束后，依据每个传感器的数据信息，计算信号的最大值、最小值、方差；判断产品合格与否:依据用户设置的阈值及性能分析的计算结果，自动判断产品是否合格，将合格与否的信息显示在界面中，方便用户的挑拣； C.历史数据装载与分析:将已存在的数据文件读入计算机，实现历史数据文件装载功能，进行离线数据分 析。
【文档编号】G01D18/00GK104034361SQ201410248039
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月6日 优先权日:2014年6月6日
【发明者】杨帮华, 张永怀, 何亮飞, 高守玮, 章云元, 李华荣, 王倩 申请人:上海大学, 上海申渭电子科技有限公司