专利名称：智能电子随机抽样器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于产品质量抽查检验的随机抽样装置，特别是一种可以保证质检 机构对批量产品抽样的科学公正、方便合理、准确快速的智能电子抽样器，它广泛应用 于对批量产品的单次抽样，批量抽样或者一维、二维和三维抽样。
技术背景目前，质检机构对批量产品进行质量抽査的过程中，随机抽样是一个不可或缺的重 要环节。现有的随机抽样装置主要有以下两种其一采用"掷骰子"的方法获得随机抽样 过程中需要使用的随机数，如专利公告号为CN2057291U的"随机抽样器"公开了一种随 机抽样骰子，它是目前应用较多的抽样器。该骰子是一个正二十面体，每个面上有0 9 十个数字中的一个数字，其加工精度要求高，制作繁琐。虽然其使用方便，投掷几次就 可以产生几个0 9之间的随机数字，但是利用这种方法产生的随机数，受人为因素影响 很大，难以保证其公正性。其二采用专用的电子计算器抽样，如专利公告号为CN2132213Y 的"电子随机计数抽样器"公开了一种由计数译码器和门电路组成的电子抽样器，它一次 只能产生一个随机数。这种设备是按"位"设置随机数产生范围的，有几"位"就要设置几次 (即数字的产生范围是0 9，共有3个数位，每个数字位要单独设置)。它的设计原理决 定了随机数产生范围是0至999，超过这个范围就要进行分段。这种随机数抽样器没有液 晶显示，无法实现汉字显示和记忆功能，可能会出现连续两个随机数相等的情况。上述第一种"掷骰子"的方法容易出现抽取的随机数大于产品批量数的"溢出"无效现 象。例如在抽样基数是500的样品进行抽样时，抽样范围就应该在0 500。可以分别投 掷3次骰子，作为随机数的个位，十位和百位。作为百位的随机数出现6、 7、 8、 9时， 就发生了"溢出"，随机数据要重新抽取。另外，骰子的制作工艺也无法保证它是绝对的 正20面体，每个随机数产生的概率也可能不同。上述第二种"电子随机计数"的方法会产 生连续两个相同的随机数，由于样品己经被抽样，所以第二次相同的随机数就是无效数 字；另外，它每次只能产生一个随机数，如果抽样的样品堆有X、 Y、 Z三个方向(三维)， 这种方法要操作三次，三个方向的抽样范围一般是不会相同的，所以对每个方向抽样都 要重新设置随机数的产生范围，其结构设计不合理，这也给抽样操作带来了不便。为了有效的保证质检机构对批量产品抽样的公正性，杜绝随机抽样过程中的人为性 和不科学性，保障对抽检产品检测的准确性，改进随机抽样器是目前产品质量监督检验 工作的当务之急。发明内容本发明的目的是提供一种智能电子随机抽样器，它有效地解决了现有技术中存在的 人为因素的影响和操作不方便等问题，其结构设计合理，操作灵活，适用范围广、确保 对抽样的科学公正、方便合理、准确快速，使用过程中有汉字操作提示，显著縮短抽样 时间，提高抽样效率，有利于实现产品质量监督检验工作规范化。本发明所采用的技术方案是该智能电子随机抽样器包括带有壳体和与壳体组装在 一起的液晶显示屏、外部输入键盘以及控制回路，其技术要点是所述控制回路中的随 机数产生模块以具有编辑和程序记忆功能的单片机为核心组成控制电路，通过单片机控 制电路的输入输出端接口分别与仿真调适器接口和供电充电模块的相应接口及所述外部 输入键盘的信号输入接口和所述液晶显示屏的接口连接，并利用所述外部输入键盘输入 的信号通过单片机，将产生的随机数信号输出至所述液晶显示屏上分别以文字和数字进 行显示。所述单片机控制电路采用MSP430F123芯片为核心运算单元。所述供电充电模块控制电路是以AS1117芯片为核心控制单元，分别由与其连接的直 流充电变压器电路和内部充电电池电路构成。所述液晶显示屏以LCM12864芯片为核心组成显示电路。 所述液晶显示屏设置有显示屏背景灯，所述控制回路中设置跳线开关和滑动电位计。本发明具有的优点及积极效果是由于该装置釆用的控制回路中的随机数产生模块 是以具有编辑和程序记忆功能的单片机为核心的控制电路所组成，所以抽样的随机数是 在单片机运行中，通过编辑的软件程序可以对单片机的运行进行控制，利用常用的数学 算法产生的，外部人为因素无法干预。因其可以利用外部输入键盘的信号输入，按照实 际需要同时设定在X、 Y、 Z三个方向上所需要的随机数，每个方向上的随机数产生范围 可以在0至60000之间随意设置，故其结构设计合理，操作灵活，适用范围广、准确快速。 由此产生的随机数信号分别输出至液晶显示屏上，显示内容不仅有数字，也有汉字提示。 汉字提示功能有助于抽样人员在现场操作。因此，利用该装置完成对成批样品的抽样， 不仅可以有效地确保对抽样的科学公正、方便合理，而且使用过程中有汉字操作提示， 能够显著縮短抽样时间，提高抽样效率，有利于实现产品质量监督检验工作规范化。经 实际检测证明，该抽样器随机数产生的时间小于0.01秒；两个连续的随机数不重复。
以下结合附图对本发明作进一步描述。
图1是本发明的一种结构示意图。图2是本发明的一种控制回路原理图。图中序号说明l充电接口、 2数字键区、3电源开关、4液晶显示屏、5壳体、6液 晶显示屏背景灯开关、7功能键区、IC1 MSP430F123芯片、IC2 LCM12864芯片、IC3 AS1117芯片、JP1、 JP2跳线开关、R2滑动电位计。
具体实施方式
根据图1 2详细说明本发明的具体结构。该智能电子随机抽样器包括带有通用充电 接口 1、电源开关3和液晶显示屏背景灯开关6的壳体5和与壳体5组装在一起的液晶显 示屏4、外部输入键盘以及控制回路。其中壳体5的规格、形状应根据需要和可能设计， 并将键盘常用的带有"0 9"输入键、"C"清除键和"OK"确认键的数字键区2及带有"上"、 "下"、"左"、"右"指向的功能键区7分列其两侧。"0 9"输入键的输入功能可以按照实际 需要设定随机数产生范围，下限默认"O"，上限可以自由设定。单次可以产生3个随机数， 分别供空间X轴、Y轴、Z轴方向使用。随机数产生时间小于0.01秒。随机数产生范围 上限最大值为60000。以8小时/工作日计算，它是抽样人员清点样品数量的极限值。控制回路包括随机数产生模块、供电充电模块、仿真调适器、包括数字键区2和功 能键区7的键盘和液晶显示屏4及与之匹配的组装在电路板上的常用电子元件和控制开 关等组成的普通控制电路，其中电路板采用有机树脂等作为绝缘材料，在其靠近表层处 嵌入铜金属膜，金属膜的作用相当于导线。与普通导线连接的电路相比，电路板抗干扰 能力更强。控制回路中的随机数产生模块以具有编辑和程序记忆功能的单片机为核心组成控制 电路。本实施例中的单片机控制电路采用MSP430F123芯片(IC1)为核心运算单元组成 控制回路；MSP430F123芯片拥有8KB + 256B的内嵌程序存储器FLASH和256B的数 据存储器RAM，方便以后对控制系统进行软件更新和扩展。本实施例中的供电充电模块的控制电路是以AS1117芯片(IC3)为核心控制单元， 分别由与其连接的直流充电变压器电路和内部充电电池电路构成电压控制电路；可以提 供多种供电电压，如5V，3.3V等。本实施例的控制回路中设置有仿真调适器接口电路；可以在控制回路中集成程序调 试系统，以方便对程序的修改。控制回路中设置多组跳线开关(JP1、 JP2)和滑动电位 计(R2)，以增强程序调试系统对集成电路的兼容性。例如跳线开关可以选择与集成电路 对应的电压3.3V或5V等，滑动电位计可以调节背景灯的色度等。本实施例中的液晶显示屏4以LCM12864芯片(IC2)为核心控制单元组成显示电路； 液晶显示屏4采用的型号为LCM12864芯片所显示的内容为128x64点图形点阵式，8x4 行，点大小0.458x0.458 mm2，点间距0.05mm。液晶显示屏4设置有液晶显示屏背景灯开关6，如果是在阴暗的环境中使用该装置，可以打开液晶显示屏背景灯开关6。上述各电子元件，通过单片机控制电路的输入输出端接口分别与仿真调适器接口和 供电充电模块的相应接口及外部输入键盘的信号输入接口和液晶显示屏4的接口连接， 并利用外部输入键盘输入的信号通过单片机将产生的随机数信号输出至液晶显示屏4上分别以文字和数字进行显示。汉字提示功能有助于抽样人员在现场使用。使用方法如下打开电源，即打开电源开关3，此时电源工作指示灯亮，按任意键，液晶显示屏4 显示默认随机数产生范围(如图2中文字和数字所示)。此时，本机处于正常工作状态。 根据液晶显示屏4的提示，按任意键进入随机数产生范围设定界面。禾U用液晶显示屏4右侧功能键区7的"A"、 "T"指向键可以选择要设定的轴向。当选 中某一个轴向时，直接利用液晶显示屏4左侧数字键区2的数字键输入随机数产生范围 的上限(下限默认为"0"，上限可以取0-60000之间的任意整数)，并按"OK"键确认。当输入随机数产生范围并按"OK"键确认后，再次按"OK"键随机数开始产生，此时， 液晶显示屏4的数据快速变化，按液晶显示屏4右侧功能键区7的'，'指向键，随机数产 生暂停，当前液晶显示屏显示的数据即为一组随机数。再次按液晶显示屏4右侧功能键区7的'>"指向键，随机数再次产生，按液晶显示屏 4右侧功能键区7的'>"指向键，随机数产生暂停，液晶显示屏4显示一组新的随机数。 重复操作，可以得到多组随机数。以食品部门抽样人员实际抽样过程为例，详细说明本发明的使用。在存放饼干的仓库中，饼干箱堆放成1500x500x100箱的货堆，要从中抽出10箱。 因此，确定本次抽样为三维抽样，即每次需要产生3个随机数，供X轴，Y轴，Z轴三 个方向使用。打开智能电子随机抽样器电源开关，根据操作提示设定X轴，Y轴，Z轴 各自的随机数产生范围0-1500， 0-500， 0-100 (由数字键直接输入)，并按OK键确认。 再次按OK键，系统开始产生随机数，此时液晶显示屏4上的数字飞速变化，按'>"方向 键，随机数产生并显示在液晶显示屏4上。再次按'>"方向键可以产生新的一组随机数(系 统有记忆功能，不需要再次输入随机数产生范围)。重复9次操作，可以得到10组随机 数据，系统中的记忆和比较功能保证每个方向上不会有两个连续的相同随机数出现。如要求改变随机数产生个数、随机数产生步骤等，则仅通过修改相关软件，利用仿 真调适器写入单片机芯片内即可完成修改，以满足使用者的不同需求，而不需要再重新 设计其它的电子设备。在更新和满足需求上有很大的灵活性。例如单片机有预留端口， 如果需要增加温度和湿度显示，只需要装入对应的传感器，修改控制软件即可。
权利要求
1、一种智能电子随机抽样器，包括带有壳体和与壳体组装在一起的液晶显示屏、外部输入键盘以及控制回路，其特征在于所述控制回路中的随机数产生模块以具有编辑和程序记忆功能的单片机为核心组成控制电路，通过单片机控制电路的输入输出端接口分别与仿真调适器接口和供电充电模块的相应接口及所述外部输入键盘的信号输入接口和所述液晶显示屏的接口连接，并利用所述外部输入键盘输入的信号通过单片机，将产生的随机数信号输出至所述液晶显示屏上分别以文字和数字进行显示。
2、 根据权利要求l所述的智能电子随机抽样器，其特征在于所述单片机控制电路采用MSP430F123芯片为核心运算单元。
3、 根据权利要求1所述的智能电子随机抽样器，其特征在于所述供电充电模块控制电路是以AS1117芯片为核心控制单元，分别由与其连接的直流充电变压 器电路和内部充电电池电路构成。
4、 根据权利要求l所述的智能电子随机抽样器，其特征在于所述液晶显示屏以LCM12864芯片为核心组成显示电路。
5、 根据权利要求l所述的智能电子随机抽样器，其特征在于所述液晶显示 屏设置有显示屏背景灯。
6、 根据权利要求1所述的智能电子随机抽样器，其特征在于所述控制回路中设置跳线开关和滑动电位计。
全文摘要
一种智能电子随机抽样器，它有效地解决了现有技术中存在的人为因素的影响和操作不方便等问题，包括带有壳体和与壳体组装在一起的液晶显示屏、外部输入键盘以及单片机控制回路，其技术要点是控制回路中的随机数产生模块以具有编辑和程序记忆功能的单片机为核心组成控制电路，通过其输入输出端接口分别与仿真调适器接口和供电充电模块的相应接口及外部输入键盘的信号输入接口和液晶显示屏的接口连接，并利用外部输入键盘输入的信号通过单片机将产生的随机数信号输出至所述液晶显示屏上分别以文字和数字进行显示。其结构设计合理，操作灵活，适用范围广、确保对抽样的科学公正、方便合理、准确快速，显著缩短抽样时间，提高抽样效率。
文档编号G07C15/00GK101329782SQ20081001239
公开日2008年12月24日 申请日期2008年7月22日 优先权日2008年7月22日
发明者吕成学, 楠 李, 举 王, 王冬妍, 苏锡辉 申请人:沈阳产品质量监督检验院