基于以太网的数显卡尺数据采集系统设计与实现

摘 要：提出了基于以太网的数显卡尺数据采集系统，该系统可以实时采集并存储测量终端确认的测量数据，数据采集记录器通过以太网络与采集数据管理主机相连，采集数据管理主机对各个实时数据采集记录器存储的测量数据进行收集和处理，并提供对整个系统的管理功能，该系统的运用可以大大提高企业质量检验工作效率。

关键词：以太网；数显卡尺；数据采集系统

中图分类号：TP：文献标识码：A：文章编号1673-9671-(2012)022-0107-01

随着社会的发展，装配型低压电器制造企业生产规模不断的扩大，产量逐年增加，生产场地也越来直分散，这导致了产品质量检验，特别是零部件进货检验的工作效率、工作质量提出了更高的要求。为了保证产品质量，部分企业增加检验人员数量来缓解这一矛盾，这无疑增加了运营成本。本文运用计算机网络，实现远程数据采集、传输，集中数据处理，减少了繁琐的手工记录处理程序，操作简洁，最终达到提高生产效率。

1系统概述

数显卡尺数据采集系统（如图1所示）由测量终端、实时数据采集记录器和采集数据管理主机三部分构成。测量终端负责获得所需的测量数据，它通过RS232串行通信接口与实时数据采集记录器相连，数据采集记录器负责实时采集并存储测量终端确认的测量数据，它通过以太网络与采集数据管理主机相连，采集数据管理主机则负责对各个实时数据采集记录器存储的测量数据进行收集和处理，并提供对整个系统的管理功能。

2系统各部分功能

2.1测量终端

测量终端是一个带计算机通信RS232接口的数显卡尺，它必须与一个实时数据采集记录器连接才能进行实时数据的采集。

2.2实时数据采集记录器

1）硬件部分。实时数据采集记录器的硬件部分如图2所示。实时数据采集记录器的核心是一个嵌入式CPU，可采用SAMSUNG公司的S3C44B0X。S3C44B0X是SAMSUNG公司为手持设备和一般类型应用提供高性价比和高性能的16/32位RISC处理器。S3C44B0X通过提供全面的、通用的片上外设，大大减少了系统电路中除处理器以外的元器件配置，从而最小化系统的成本。

2）软件部分。实时数据采集记录器的软件部分主要实现数据的采集、存储和管理，以及为用户提供操作界面等功能。软件部分的核心是uClinux嵌入式操作系统。

uClinux从Linux 2.0/2.4内核派生而来，适用于没有虚拟内存或内存管理单元（MMU）的处理器，由于uClinux在标准的Linux基础上进行了适当的裁剪和优化，形成了一个高度优化的、代码紧凑的嵌入式Linux，虽然它的体积很小，uClinux仍然保留了Linux的大多数的优点：稳定、良好的移植性、优秀的网络功能、完备的对各种文件系统的支持、以及标准丰富的API等。

用户通过图形界面对实时数据采集记录器进行操作。采集的数据记录到一个小型数据库文件中，该数据库文件保存在CF卡上。CF卡提供FAT32文件系统格式，保证保存在CF卡上的数据库文件可以直接被管理主机读取。

小型数据库文件首先在管理主机上进行编辑，以确定实时数据采集记录器将要记录的尺寸种类、标准值及公差范围，然后下载到CF卡上（直接下载或通过网络下载）。测量终端每确定一个尺寸的测量，相应的数据就会被记录到记录器中用户选择的记录位置，并根据需要进行适当的处理（例如：对测量数据是否在允许的公差范围之内进行判断）。

2.3采集数据管理主机

1）硬件部分。采集数据管理主机是一台普通的PC机或者服务器，它负责所有采集数据的管理和处理工作。需要进行测量的零件尺寸种类、标准值、公差等信息在管理主机上进行编辑并下载到相应的数据采集记录器。各数据采集记录器采集的数据最终都要上传到管理主机，并由管理主机进行处理。采集数据管理主机根据需要可以对各个数据采集记录器提供的数据进行分析，或者进一步上传到更高层的计算机。

2）软件功能。管理软件实现的主要功能为：①数据存储：存储数据采集记录器数据；②报警：当采集的数据超出设置的各段数值时，给出报警，操作者就应该注意采取措施；③历史数据记录和查询：数据库实时更新并存储，方便查询和进一步对数据分析；④操作历史记录：能对每次操作记录自动记录，规定操作人员权限，这样能进一步的保障系统的安全，稳定运行；⑤在线查询各报表并能提供打印：可直接通过IP直接访问个区设备运行状态，同时可以根据客户的需求能打印报表；。⑥方便迅捷的设备管理功能：在中央控制室能完全观察到各设备的运行状态，包括个设备的详细信息，方便对设备进行管理。

3结论

基于以太环网的数显卡尺数据采集系统，实现测量终端、实时数据采集记录器和采集数据管理主机，不仅可以满足用户的需求，减少繁琐手工记录数据，提高工作效率，同时大大降低企业成本，提高企业工作效率。

参考文献

[1]刘彦文.基于ARM7TDMI的S3C44B0X嵌入式微处理器技术[M].北京:清华大学出版社,2009.

[2]张志远.基于以太网的音频传输单元的设计及实现[J].电子科技大学,2007.

作者简介

鲁修军（1970―），男，籍贯：湖北荆门，标准计量工程师，工作单位：浙江正泰电器股份有限公司。