一种用于香烟包装机上二维码采集与关联的装置、系统及方法与流程

本发明提出一种用于香烟包装机上二维码采集与关联的装置、系统及方法，属于二维码采集技术领域。

背景技术：

香烟生产过程中，越来越多的香烟在小包及大条包装侧面印有二维码，以满足防伪、专卖保护及追溯的需求，由于印刷质量问题，流入市场的香烟其二维码可能无法被扫码识别，而香烟在流入市场前，如包装材料印刷、香烟生产等环节，也可能被提前扫码，导致信息泄露；同时，每条香烟的二维码与内部的10包小包二维码也没有关联信息，产品流入市场后无法实现精准追溯。市场急需一种适用香烟生产包装环节的包条二维码采集关联装置，将小包香烟及大条香烟精准关联，并信息入网，实现香烟生产的智能化升级。

现有技术主要存在以下不足：二维码可能无法被扫码识别、可能被提前扫码导致信息泄露、产品流入市场后无法实现精准追溯。

技术实现要素：

本发明提出一种用于香烟包装机上二维码采集与关联的装置、系统及方法，以解决现有技术中，二维码可能无法被扫码识别、可能被提前扫码导致信息泄露、产品流入市场后无法实现精准追溯的问题。

一种用于香烟包装机上二维码采集与关联的装置，包括以下组成部分：三个扫码器、控制箱、包装机电控柜、人机界面、交流电源、车间数据采集系统和相关电缆；

所述三个扫码器为：补烟器处扫码器、成型仓处扫码器和大条商标纸处扫码器，补烟器处扫码器用于对包装机补烟器位置进行二维码采集，成型仓处扫码器用于对成型仓出口侧面进行二维码采集，大条商标纸处扫码器用于对大条商标纸传送处进行二维码采集；

控制箱内包含控制器、以太网交换机、220v转24v电源模块和一组接线端子；控制器包含工控板和母板，用于运行二维码采集及关联功能软件、与人机界面实现互动；以太网交换机用于实现控制器、扫码器、人机界面、车间数据采集系统之间的以太网通信；220v转24v电源模块用于将交流电转化为适用于本装置工作的24v电压源；接线端子用于本装置和包装机电控柜之间的i/o通信、编码器信号获取以及对扫码器的驱动触发；

包装机电控柜通过电缆与控制箱连接，用于剔除扫码失败的香烟；

人机界面用于运行人机交互软件，操作者可通过人机界面的触摸显示器查看系统运行相关信息，设置相关参数；

交流电源用于提供交流电；

车间数据采集系统用于采集储存二维码信息。

一种用于香烟包装机上二维码采集与关联的系统，控制用于香烟包装机上二维码采集与关联的装置，其特征在于，包括以下组成部分：补烟器处扫码器驱动显示模块、成型仓处扫码器驱动显示模块、大条商标纸处扫码器驱动显示模块、系统设置模块、设备管理模块、实时图像模块、关联查询模块、品牌管理模块、统计管理模块和数采设置模块；

补烟器处扫码器驱动显示模块、成型仓处扫码器驱动显示模块、大条商标纸处扫码器驱动显示模块用于设置扫码器的触发模式、曝光时间和目标二维码类型信息，显示当前班次总扫码数、未识别数和扫码识别率信息；

系统设置模块用于对系统进行功能设置，包括扫码器选择、机器类型设置、时间设置和班次管理；

设备管理模块用于对系统中各模块进行间管理，包括相位参数设置、各模块和车间数据采集系统时间同步和i/o测试；

实时图像模块用于显示实时图像，图像更新包括自触发图像和外部触发图像两种模式；

关联查询模块连接手持式扫码器，用于实现二维码采集和关联的功能验证；

品牌管理模块用于设置品牌信息，防止信息系统出错；

统计管理模块用于查询历史班次扫码信息，包括该班次总扫码数、未识别数、扫码识别率，以及系统故障、工作日志等；

数采设置模块用于设置本系统和车间数据采集系统通信相关信息。

一种用于香烟包装机上二维码采集与关联的方法，使用用于香烟包装机上二维码采集与关联的装置，其特征在于，包括以下实施步骤：

s1.通过补烟器处扫码器驱动显示模块、成型仓处扫码器驱动显示模块、大条商标纸处扫码器驱动显示模块、系统设置模块、设备管理模块和数采设置模块进行参数设置，人机界面运行人机界面程序；

s2.控制箱向包装机电控柜下达指令，包装机电控柜采集包装机相位信息，在三个固定相位分别向三个扫码器发出脉冲信号，触发扫码器扫码；

s3.扫码器通过自带光源对香烟上的二维码照明，采集二维码信息，扫码器经人工对小包或大条扫码时，软件模块自动查询该小包或大条的包条关联信息；

s4.采集的二维码信息通过以太网交换机传输给控制箱，实时图像模块显示三个扫码器拍摄的实时图像；

s5.控制箱接收扫码器扫码结果并处理，若信息关联失败或二维码识别失败，则向包装机电控柜发出剔除信号，由包装机在相应位置将扫码失败的香烟剔除；若当前生产的香烟二维码信息与设置品牌不符，品牌管理模块将报警并提示操作人员进行处理；

s6.存储二维码关联信息及数据信息。

步骤s2中，三个固定相位为：包装机补烟器位置、成型仓出口侧面和大条商标纸传送处。

步骤s3中，包装机补烟器位置识别小包堆叠香烟的二维码序列；成型仓出口侧面识别每条烟内起始的烟包堆叠二维码序列；大条商标纸传送处识别当前大条香烟的二维码序列。

步骤s5中，控制箱处理扫码结果过程如下：成型仓出口侧面识别每条烟内起始的烟包堆叠二维码序列，通过与下一条烟成型时起始烟包堆叠的二维码比对，得到烟条内结束的烟包堆叠二维码，按此数据将小包堆叠香烟的二维码序列进行分割，得到当前烟条内的实际二维码序列；大条香烟的二维码与当前烟条内的实际二维码序列结合，即得到当前条烟的二维码关联信息；若信息关联或二维码识别失败，包装后的大条香烟将被剔除；反之，包装后的大条香烟将被送入后续生产环节，该大条香烟的二维码关联信息被同步传输至车间数据采集系统；补烟器处扫码器驱动显示模块、成型仓处扫码器驱动显示模块、大条商标纸处扫码器驱动显示模块显示扫码器的扫码数据结果。

本发明的有益效果是：通过自动化装置，实现了香烟信息在包装出厂前的识别激活及关联存储，实时准确地采集并处理相关信息；可用于目前市场上的大量通用型香烟包装机，满足防伪、专卖保护及追溯的需求，具有广泛的应用空间。

附图说明

图1为一种用于香烟包装机上二维码采集与关联的装置电路图；

图2是一种用于香烟包装机上二维码采集与关联的装置在包装机上的安装示意图；

图3是控制箱的正面剖视图；

图4是人机界面的正面剖视图；

图5是一种用于香烟包装机上二维码采集与关联的系统框架图；

附图标记如下：图2中，小包堆叠香烟(1)、补烟器(2)、补烟器处扫码器(3)、成型仓侧面的小包堆叠香烟(4)、成型仓处扫码器(5)、大条商标纸(6)、大条商标纸处扫码器(7)、包装后的大条香烟(8)；图3中，控制器(11)、交换机(12)、220v转24v电源模块(13)、壳体(14)、接线端子(15)、支撑板(16)、电源端子(17)、控制器内工控板(18)、控制器内母板(19)；图4中，面板(21)、工控模块(22)、触摸液晶屏(23)、以太网接口(24)、电源接口(25)。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步说明：

一种用于香烟包装机上二维码采集与关联的装置，其电路图如图1所示，包装机上的安装示意图如图2所示，包括以下组成部分：三个扫码器、控制箱、包装机电控柜、人机界面、交流电源、车间数据采集系统和相关电缆；

所述三个扫码器为：补烟器处扫码器3、成型仓处扫码器5和大条商标纸处扫码器7，补烟器处扫码器3用于对包装机补烟器2位置进行二维码采集，成型仓处扫码器5用于对成型仓出口侧面进行二维码采集，大条商标纸处扫码器用于对大条商标纸6传送处进行二维码采集；

控制箱正面剖视图如图3所示，内部包含控制器11、以太网交换机12、220v转24v电源模块13和一组接线端子15；控制器11包含工控板18和母板19，用于运行二维码采集及关联功能软件、与人机界面实现互动；以太网交换机12用于实现控制器11、扫码器、人机界面、车间数据采集系统之间的以太网通信；220v转24v电源模块13用于将交流电转化为适用于本装置工作的24v电压源；接线端子15用于本装置和包装机电控柜之间的i/o通信、编码器信号获取以及对扫码器的驱动触发；

包装机电控柜通过电缆与控制箱连接，用于剔除扫码失败的香烟；

人机界面正面剖视图如图4所示，用于运行人机交互软件，操作者可通过人机界面的触摸显示器查看系统运行相关信息，设置相关参数；

交流电源用于提供交流电；

车间数据采集系统用于采集储存二维码信息。

一种用于香烟包装机上二维码采集与关联的系统，框架图如图5所示，控制用于香烟包装机上二维码采集与关联的装置，其特征在于，包括以下组成部分：补烟器处扫码器3驱动显示模块、成型仓处扫码器5驱动显示模块、大条商标纸处扫码器7驱动显示模块、系统设置模块、设备管理模块、实时图像模块、关联查询模块、品牌管理模块、统计管理模块和数采设置模块；

补烟器处扫码器3驱动显示模块、成型仓处扫码器5驱动显示模块、大条商标纸处扫码器7驱动显示模块用于设置扫码器的触发模式、曝光时间和目标二维码类型信息，显示当前班次总扫码数、未识别数和扫码识别率信息；

系统设置模块用于对系统进行功能设置，包括扫码器选择、机器类型设置、时间设置和班次管理；

设备管理模块用于对系统中各模块进行间管理，包括相位参数设置、各模块和车间数据采集系统时间同步和i/o测试；

实时图像模块用于显示实时图像，图像更新包括自触发图像和外部触发图像两种模式；

关联查询模块连接手持式扫码器，用于实现二维码采集和关联的功能验证；

品牌管理模块用于设置品牌信息，防止信息系统出错；

统计管理模块用于查询历史班次扫码信息，包括该班次总扫码数、未识别数、扫码识别率，以及系统故障、工作日志等；

数采设置模块用于设置本系统和车间数据采集系统通信相关信息。

一种用于香烟包装机上二维码采集与关联的方法，使用用于香烟包装机上二维码采集与关联的装置，其特征在于，包括以下实施步骤：

s1.通过补烟器处扫码器3驱动显示模块、成型仓处扫码器5驱动显示模块、大条商标纸处扫码器7驱动显示模块、系统设置模块、设备管理模块和数采设置模块进行参数设置，人机界面运行人机界面程序；

s2.控制箱向包装机电控柜下达指令，包装机电控柜采集包装机相位信息，在三个固定相位分别向三个扫码器发出脉冲信号，触发扫码器扫码；

s3.扫码器通过自带光源对香烟上的二维码照明，采集二维码信息，扫码器经人工对小包或大条扫码时，软件模块自动查询该小包或大条的包条关联信息；

s4.采集的二维码信息通过以太网交换机12传输给控制箱，实时图像模块显示三个扫码器拍摄的实时图像；

s5.控制箱接收扫码器扫码结果并处理，若信息关联失败或二维码识别失败，则向包装机电控柜发出剔除信号，由包装机在相应位置将扫码失败的香烟剔除；若当前生产的香烟二维码信息与设置品牌不符，品牌管理模块将报警并提示操作人员进行处理；

s6.存储二维码关联信息及数据信息。

步骤s2中，三个固定相位为：包装机补烟器位置、成型仓出口侧面和大条商标纸6传送处。

步骤s3中，包装机补烟器位置识别小包堆叠香烟1的二维码序列；成型仓出口侧面识别每条烟内起始的烟包堆叠二维码序列；大条商标纸6传送处识别当前大条香烟的二维码序列。

步骤s5中，控制箱处理扫码结果过程如下：成型仓出口侧面识别每条烟内起始的烟包堆叠二维码序列，通过与下一条烟成型时起始烟包堆叠的二维码比对，得到烟条内结束的烟包堆叠二维码，按此数据将小包堆叠香烟1的二维码序列进行分割，得到当前烟条内的实际二维码序列；大条香烟的二维码与当前烟条内的实际二维码序列结合，即得到当前条烟的二维码关联信息；若信息关联或二维码识别失败，包装后的大条香烟8将被剔除；反之，包装后的大条香烟8将被送入后续生产环节，该大条香烟的二维码关联信息被同步传输至车间数据采集系统；补烟器处扫码器3驱动显示模块、成型仓处扫码器5驱动显示模块、大条商标纸处扫码器7驱动显示模块显示扫码器的扫码数据结果。

控制箱的正面剖视图如图3所示，壳体14为密封性无风扇结构，有效隔离现场烟丝、灰尘等影响，控制器11通过螺钉紧贴壳体14固定，内部的工控板18紧贴壳体14便于散热，控制器11内母板19通过线缆与接线端子15相连，控制器11的i/o口通过接线端子15与外部设备连接。交换机12、接线端子15通过导轨固定在支撑板16上，交流电通过电源端子17引入控制箱并接到220v转24v电源模块13上，转化为24v直流电为系统供电。

人机界面的正面剖视图如图4所示，面板21用于显示人机界面品牌名称等信息，工控模块22通过螺钉固定在人机界面壳体14上并运行人机界面上位机软件，向触摸液晶屏23发送数字图像信息并接收其触摸屏反馈的用户操作，触摸液晶屏23为12.1寸彩色触摸液晶显示屏，显示人机界面软件界面并接收用户触屏点击操作，以太网接口24通过以太网线和控制箱进行数据交互，电源接口25连接到控制箱内部24v电源模块，由控制箱统一向人机界面供电。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。