一种跌落状态记录仪及其记录方法
【专利摘要】本发明涉及一种跌落状态记录仪，其由单片机、加速度传感器、存储模块、电源模块、JTAG仿真接口模块、指示灯模块、按键模块及USB接口模块构成，单片机与加速度传感器、存储模块、电源模块、JTAG仿真接口模块、指示灯模块、按键模块及USB接口模块连接。本发明的跌落状态记录仪及其记录方法，实时地对采集到的加速度数据进行计算，判别出是否为跌落过程，跌落高度是否超过门限值及其最终的冲击值是否超过门限值，如两项都满足则对这段数据进行记录。在监控过程结束后，将数据上传至PC及，通过曲线比对，实现跌落高度和跌落状态（上抛、下滑、下加速）的准确判别，具有专业性好，特别适用于空运等容易产生跌落情况的货物运输监控。
【专利说明】一种跌落状态记录仪及其记录方法
【技术领域】
[0001]本发明属于包装运输监控仪器领域，特别是一种跌落状态记录仪及其记录方法。【背景技术】
[0002]目前，物流运输是国民生产中重要的环节。包装后的货物在物流运输环节中经常会由于种种原因造成货物损坏。经过统计，货物在装卸、移动和运输过程中，造成货物损坏的两大主要因素为单纯冲击以及跌落冲击。其中，跌落冲击更多的来自于物品装卸过程中的暴力分拣或者空运时的装卸。因此，要加大对于物流环节中的监管力度，对跌落冲击的监控是非常必要的。
[0003]现有的物流监控仪，其大多用于对货物运输过程中是否有拆箱、温湿度变化以及冲击等综合性监控。上位机通过监控仪获取的各个坐标下的冲击值，根据计算，才能够得出某一段冲击是否为跌落冲击。目前，针对货物跌落冲击，还没有专用，分析细致，灵敏度高的跌落状态记录仪。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现在技术中的不足，提供一种主动记录跌落冲击曲线，准确计算跌落高度，灵敏度高，快速记录出跌落状态的跌落状态记录仪。
[0005]本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的:
[0006]一种跌落状态记录仪，其特征在于:包括单片机、加速度传感器、存储模块、电源模块、JTAG仿真接口模块、指示灯模块、按键模块及USB接口模块构成，单片机与加速度传感器、存储模块、电源模块、JTAG仿真接口模块、指示灯模块、按键模块及USB接口模块连接。、
[0007]而且，所述的加速度传感器与单片机之间采用SPI通讯接口进行连接。
[0008]而且，所述的存储模块与单片机之间采用SPI通讯接口进行连接。
[0009]而且，所述的指示灯模块与单片机之间采用定时器的PWM输出方式连接。
[0010]一种跌落状态记录方法，其特征在于:该记录方法的步骤为:
[0011]⑴实施监控过程之前将所需的跌落高度和跌落冲击值通过上位机软件下载至记录仪中，仪器按照运行参数运行；
[0012]⑵实时地采集加速度传感器的加速度信号并对其进行数据计算，当数据特征满足基础模型时认定为跌落事件，当跌落高度和跌落冲击值超过所设定的阈值时对数据进行保存；
[0013]⑶当监控过程结束后，通过USB接口将数据上传至PC机，由PC机对跌落事件进行分析，判别准确的跌落高度，跌落姿态。
[0014]本发明的优点和有益效果为:
[0015]1、本发明的跌落状态记录仪及其记录方法，实时地对采集到的加速度数据进行计算，判别出是否为跌落过程，跌落高度是否超过门限值及其最终的冲击值是否超过门限值，如两项都满足则对这段数据进行记录。在监控过程结束后，将数据上传至PC及，通过曲线比对，实现跌落高度和跌落状态(上抛、下滑、下加速)的准确判别，具有专业性好，特别适用于空运等容易产生跌落情况的货物运输监控。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明的电路原理方框图；
[0017]图2为本发明的控制流程图。
【具体实施方式】
[0018]下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
[0019]一种跌落状态记录仪，其由单片机、加速度传感器、存储模块、电源模块、JTAG仿真接口模块、指示灯模块、按键模块及USB接口模块构成，单片机与加速度传感器、存储模块、电源模块、JTAG仿真接口模块、指示灯模块、按键模块及USB接口模块连接。
[0020]加速度传感器与单片机之间采用SPI通讯接口进行连接。当有数据产生时加速度传感器向单片机发送DataReady中断,单片机通过SPI接口从加速度传感器读取数据。
[0021]存储模块与单片机之间采用SPI通讯接口进行连接。当有数据需要存储时，单片机通过SPI接口，采用DMA方式将数据存储在存储模块中。
[0022]指示灯模块与单片机之间采用定时器的PWM输出方式连接。整个闪烁过程不用单片机的CPU参与，可提闻系统的运行效率。
[0023]单片机通过USB接口与上位机进行连接，用于设置系统采集参数及将采集到的数据传递给上位机进行数据分析和综合处理。
[0024]一种跌落状态记录仪的记录方法，该记录方法的步骤为:
[0025]⑴实施监控过程之前将所需的跌落高度和跌落冲击值通过上位机软件下载至记录仪中，仪器按照运行参数运行；
[0026]⑵实时地采集加速度传感器的加速度信号并对其进行数据计算，当数据特征满足基础模型时认定为跌落事件，当跌落高度和跌落冲击值超过所设定的阈值时对数据进行保存；
[0027]利用试验总结出加速度传感器在跌落过程中的加速度值的变化规律，在采集到加速度值后对其进行三轴合成，当加速度合成值满足跌落过程开始的特征值时，开始计算跌落时间。
[0028]继续采集数据，当加速度合成值满足跌落过程结束的特征值时，认定跌落过程结束，利用0.5*gt~2的自由落体高度计算公式计算跌落高度，与高度门限值进行比较，如大于门限值则继续寻找最大G值点，如最大G值点的G值超过加速度设定门限值则认为这个跌落过程为需要保存的跌落事件过程，对三轴加速度数据进行保存。
[0029]⑶当监控过程结束后，通过USB接口将数据上传至PC机，由PC机对跌落事件进行分析，判别准确的跌落高度，跌落姿态。PC机上的软件依据相同的算法，对跌落高度进行还原，并对受冲击瞬间的三轴加速度值进行分析判别，依据面，棱、角跌落的特征曲线，将跌落时间判定为相应的面跌落、棱跌落和角跌落。PC机上的软件同时可为用户提供监控过程的综合分析。[0030]尽管为说明目的公开的本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解，在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。
【权利要求】
1.一种跌落状态记录仪，其特征在于:由单片机、加速度传感器、存储模块、电源模块、JTAG仿真接口模块、指示灯模块、按键模块及USB接口模块构成，单片机与加速度传感器、存储模块、电源模块、JTAG仿真接口模块、指示灯模块、按键模块及USB接口模块连接。
2.根据权利要求1所述的跌落状态记录仪，其特征在于:所述的加速度传感器与单片机之间采用SPI通讯接口进行连接。
3.根据权利要求1所述的跌落状态记录仪，其特征在于:所述的存储模块与单片机之间采用SPI通讯接口进行连接。
4.根据权利要求1所述的跌落状态记录仪，其特征在于:所述的指示灯模块与单片机之间采用定时器的PWM输出方式连接。
5.一种跌落状态记录方法，其特征在于:该记录方法的步骤为: ⑴实施监控过程之前将所需的跌落高度和跌落冲击值通过上位机软件下载至记录仪中，仪器按照运行参数运行； ⑵实时地采集加速度传感器的加速度信号并对其进行数据计算，当数据特征满足基础模型时认定为跌落事件，当跌落高度和跌落冲击值超过所设定的阈值时对数据进行保存； ⑶当监控过程结束后，通过USB接口将数据上传至PC机，由PC机对跌落事件进行分析，判别准确的跌落高度，跌落姿态。
【文档编号】G05B19/042GK103631183SQ201310662735
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年12月6日 优先权日:2013年12月6日
【发明者】袁文广, 赵丽丽, 王刚, 邵忱, 冯超, 付玥 申请人:中国包装科研测试中心