一种用于数显量具的数据采集及处理方法
【专利摘要】本发明提供一种用于数显量具的数据采集及处理方法，采集器接收数显量具的测量数据，将测量结果保存至通信结构，按照规定的通信流程将测量结果上传至上位机。其中，采集器采用中断方式接收来自数显量具的测量数据，将测量结果和测量单位分别保存至通信结构中测量结果和测量单位处，运行在上位机和采集器中的软件按照通信流程实现包含测量结果通信结构的传送。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明是一种用于数显量具的数据采集及处理方法，属于计量测试【技术领域】。 一种用于数显量具的数据采集及处理方法
【背景技术】
[0002] 当前，制造执行系统（Manufacturing Execute System, MES)在制造领域得到广 泛应用，作为车间制造信息管理系统，消除了管理计划层和生产控制层的信息断层，促进了 生产效率和生产质量的提高，然而其中检测环节虽然部分使用数显量具获取测量数据，但 仍然采用手动方法录入制造执行系统，导致检测过程效率低、可靠性差、成本居高不下等问 题，进而影响产品的生产成本、周期和质量。
【发明内容】
[0003] 本发明正是针对上述现有技术中存在的缺点而设计提供了一种用于数显量具的 数据采集及处理方法，其目的是将数显量具的测量数据直接传输到制造执行系统中，提高 了制造执行系统检测环节自动化程度，降低检测成本，提高效率和质量。
[0004] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0005] 该种用于数显量具的数据采集及处理方法，其特征在于；该方法的步骤为：
[0006] 步骤一与数显量具（7)对应的采集器（1)采用中断方式接收数显量具（7)的测 量数据，采集器（1)和数显量具（7)的数据交换协议是RS232 (9)，测量数据是字符流，采集 器检测字符流，将其中开始和结束字符之间的子串作为一次测量结果；
[0007] 步骤二将步骤一得到的测量结果填入通信结构中第39至第46八个字节处，将步 骤一得到的测量单位填入通信结构中第55至第62八个字节处，通信结构的格式是：
[0008] 第0至第1两个字节存放表示数据包所占字节数目的短整数；
[0009] 第2个字节存放表示数据包类型的ASCII字符；
[0010] 第3至第10八个字节存放表示量具标识的ASCII字符串；
[0011] 第11至第26十六个字节存放表示数显量具类型的ASCII字符串；
[0012] 第27至第30四个字节存放表示数显量具测量精度的浮点数；
[0013] 第31至第34四个字节存放表示数显量具测量范围上限的浮点数；
[0014] 第35至第38四个字节存放表示数显量具测量范围下限的浮点数；
[0015] 第39至第46八个字节存放表示数显量具测量结果的ASCII字符串；
[0016] 第47至第49三个字节存放表示数显量具检验日期的ASCII字符串；
[0017] 第50个字节存放表示数显量具可用状态的ASCII字符；
[0018] 第51至第53三个字节存放表示数显量具有效日期的ASCII字符串；
[0019] 第54个字节存放表示数显量具的检验级别的ASCII字符；
[0020] 第55至第62八个字节存放表示数显量具测量单位的ASCII字符串；
[0021] 第63个字节是保留字节，用于扩展用途；
[0022] 其中，第2个字节存放的表示数据包类型的ASCII字符具体含义如下：
[0023] 0表示信息请求代码，1表示信息返回代码，2表示接收反馈代码，3表示验证反馈 代码；
[0024] 步骤三将步骤二得到的包含测量结果的通信结构上传给上位机，上传的通信流 程是：
[0025] 3. 1根据上位机发出的信息请求，将包含测量结果的通信结构发送给上位机（)， 通信结构中数据包类型字段为信息返回代码1 ;
[0026] 3. 2上位机收到数据包类型字段为信息返回代码1的通信结构后，返回数据包类 型字段为接受反馈代码2的通信结构；
[0027] 3. 3根据上位机发出的数据包类型字段为接受反馈代码2的通信结构，将包含测 量结果的通信结构发送给上位机0，通信结构中数据包类型字段为验证反馈代码3 ;
[0028] 3. 4上位机收到数据包类型字段为验证反馈代码3的通信结构后，结束一次通信 流程；
[0029] 步骤四上位机对通信结构进行解析，将第39至第46字节的ASCII字符串代表的 测量结果、第55至第62字节的ASCII字符串代表的测量单位和第3至第10字节的ASCII 字符串代表的量具标识装入上位机的制造执行系统的检测数据库中。
[0030] 本发明所提供的数显量具数据采集和处理方法，消除制造执行系统中检测数据的 人工录入环节，在提高数显量具数据采集和处理自动化程度的基础上，有效降低数据采集 的错误率，提高数据采集的效率，为生产现场快速、准确数据采集提供技术基础。
【专利附图】
【附图说明】
[0031] 图1为采用本发明方法进行数据采集及处理的装置
[0032] 图2为图1中信号电平转换电路（3)的电路图
[0033] 图3为图1中电压转换电路（5)的电路图
[0034] 图4为图1中复位电路（4)的电路图
[0035] 图5为存贮在图1中单片机（2)内的软件的流程图
[0036] 图6为存贮在图1中上位机（6)内的软件的流程图
【具体实施方式】
[0037] 以下将结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步地详述：
[0038] 参见附图1所示，采用本发明方法进行数据采集及处理的装置包括采集器1、上位 机6和数显量具7,采集器1包括微处理器2、信号电平转换电路3、复位电路4、电压转换电 路5,其中：微处理器2通过印刷电路板与信号电平转换电路3、电压转换电路5、复位电路 4连接，微处理器2和电压转换电路5均通过USB接口 8与上位机6连接，信号电平转换电 路3通过RS232接口 9与数显量具7连接；
[0039] 信号电平转换电路3用于采集数显量具7的信号，并将该信号与微处理器2的信 号电平进行匹配转换，信号电平转换电路3的电路图如图2所示，图中所选用电平转换芯片 为 MAX232D ;
[0040] 电压转换电路5通过与上位机6连接的USB接口 8为采集器1提供电源，电压转 换电路5的电路图如图3所示，图中所选用电压转换芯片为REG117 - 3. 3 ;
[0041] 复位电路4用于微处理器上电复位，复位电路4的电路图如图4所示；
[0042] 微处理器2采用Silicon Laboratories公司生产的芯片C8051F340 ;
[0043] 将本发明方案所述的方法分别在微处理器2和上位机6上进行编程，对微处理器 2按上述方法编程如图5所示，上位机6编程流程如图6所示，本发明所述的用于数显量具 的数据采集及处理方法的实现过程如下：
[0044] 步骤一与数显量具7连接的采集器1采用中断方式接收数显量具7的测量数据， 接收流程如图5 - b所示，步骤如下：
[0045] 1. 1单片机2通过信号电平转化电路3采用中断方式接收数显量具7的RS232信 号，检索接收中断标志RI0的值，1表示接收中断，执行步骤1. 2 ;0表示非接收中断，结束流 程；
[0046] 1. 2单片机2设置中断标志RI0的值为0,从寄存器SBUF0中取出当前接收到的字 符，检索字符值，若为'+'或符号位，则执行步骤1.3;若为0x13,则执行步骤1.4;若为 其他字符，则执行步骤1.5 ;
[0047] 1. 3单片机2设置接收缓冲区指针Ind至BUF[8]的首地址，将' +'或'-'符号位 放入接收缓冲区指针Ind所指位置，接收缓冲区指针Ind后移一个位置；
[0048] 1. 4单片机2设置接收完成标志Tx_Ready为1，设置测量单位UNIT [8];
[0049] 1. 5单片机2将字符放入接收缓冲区指针Ind所指位置，接收缓冲区指针Ind后移 一个位置；
[0050] 步骤二单片机2将步骤一得到的存储在BUF[8]中的测量结果填入通信结构中第 39至第46八个字节处，将步骤一得到的存储在UNIT [8]中的测量单位填入通信结构中第 55至第62八个字节处，其流程如图5 - a所示，步骤如下：
[0051] 2· 1清空接收缓冲区BUF[8];
[0052] 2. 2检索接收完成标志TX_Ready的值，1表示接收完成，执行2. 3 ;0表示接收未完 成，执行2. 4 ;
[0053] 2. 3将接收缓冲区BUF[8]中的测量结果填入通信结构第39至第46八个字节处， 将测量单位填入通信结构第55至第62八个字节处；
[0054] 2. 4 转至 2. 2
[0055] 所用通信结构的格式如表1所示，
[0056] 表 1
[0057]
【权利要求】
1. 一种用于数显量具的数据采集及处理方法，其特征在于；该方法的步骤为： 步骤一与数显量具（7)对应的采集器（1)采用中断方式接收数显量具（7)的测量数 据，采集器（1)和数显量具（7)的数据交换协议是RS232 (9)，测量数据是字符流，采集器 (1)检测字符流，将其中开始和结束字符之间的子串作为一次测量结果； 步骤二将步骤一得到的测量结果填入通信结构中第39至第46八个字节处，将步骤一 得到的测量单位填入通信结构中第55至第62八个字节处，通信结构的格式是： 第0至第1两个字节存放表示数据包所占字节数目的短整数； 第2个字节存放表示数据包类型的ASCII字符； 第3至第10八个字节存放表示量具标识的ASCII字符串； 第11至第26十六个字节存放表示数显量具类型的ASCII字符串； 第27至第30四个字节存放表示数显量具测量精度的浮点数； 第31至第34四个字节存放表示数显量具测量范围上限的浮点数； 第35至第38四个字节存放表示数显量具测量范围下限的浮点数； 第39至第46八个字节存放表示数显量具测量结果的ASCII字符串； 第47至第49三个字节存放表示数显量具检验日期的ASCII字符串； 第50个字节存放表示数显量具可用状态的ASCII字符； 第51至第53三个字节存放表示数显量具有效日期的ASCII字符串； 第54个字节存放表示数显量具的检验级别的ASCII字符； 第55至第62八个字节存放表示数显量具测量单位的ASCII字符串； 第63个字节是保留字节，用于扩展用途； 其中，第2个字节存放的表示数据包类型的ASCII字符具体含义如下： 〇表示信息请求代码，1表示信息返回代码，2表示接收反馈代码，3表示验证反馈代 码； 第3至第10八个字节存放的量具标识，是与量具一一对应，并随机形成的ASCII字符 串； 步骤三将步骤二得到的包含测量结果的通信结构上传给上位机￠)，上传的通信流程 是： 3. 1根据上位机（6)发出的数据包类型字段为信息请求代码0的通信结构，将包含测量 结果的通信结构发送给上位机（6)，通信结构中数据包类型字段为信息返回代码1 ; 3. 2上位机（6)收到数据包类型字段为信息返回代码1的通信结构后，返回数据包类型 字段为接受反馈代码2的通信结构； 3. 3根据上位机（6)发出的数据包类型字段为接受反馈代码2的通信结构，将包含测量 结果的通信结构发送给上位机（6)，通信结构中数据包类型字段为验证反馈代码3 ; 3. 4上位机（6)收到数据包类型字段为验证反馈代码3的通信结构后，结束一次通信流 程； 步骤四上位机（6)对通信结构进行解析，将第39至第46字节的ASCII字符串代表的 测量结果、第55至第62字节的ASCII字符串代表的测量单位和第3至第10字节的ASCII 字符串代表的量具标识装入上位机的制造执行系统的检测数据库中。
【文档编号】G01B21/00GK104061886SQ201410252067
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月9日 优先权日:2014年6月9日
【发明者】郑会龙, 李志 , 赵世迁, 马艺航 申请人:中国航空工业集团公司北京航空精密机械研究所