面向物联网技术下电子天平在线检测

吴力宇

佛山市南海区质量技术监督检测所 广东佛山 528000

信息技术的普及和计算机技术的全方位渗透，测量技术呈现多元化的同时也不可避免地边缘化，由此在计量检测中应该自动检测技术势在必行，而且以其检测数据可靠性和安全性，极大地方便了检测中质量量值的传递工作。本文将介绍所检定的电子天平与终端计算机数据线的连接，连接可以是有线的形式也可以是无线的形式，然后利用达成的通信协议，采集被检测的电子天平的数据给终端机，然后通过终端机传给因特网，最终实现电子天平线上数据传输和共享。

1 在线系统的结构及工作程序

1.1 检测的自动程序

（1）信息汇集。该环节又称数据获取，其操作过程是从外部采集数据，通过一种装置传输到系统内部，该程序也有人称其为数据通信；其数据传送是通过串口按顺序一位一位地传送，明显体现了简单的通信线路的特征。本文描述的检测系统的程序是借助Microsoft Windows XP，编程工具为语言设计的C++ 程序，对采集程序进行专业的设计，采集称量数据是利用MSComm 串行通讯控件实施，同时有效储存所检测的砝码的数据信息的数据库的计算结果，如图1所示。

图1 软件架构示意图

电子天平的检校的标准器是借助标准砝码，有效地施加在该电子天平上，然后比对标准砝码的相关示值，对比的目标是天平的实际折算质量值与示值，得出的差距数据即为示值误差[1]。对标准信息数据库进行严格设计的同时，对检定数据处理软件实施开发，具体实行分四个步骤：第一，所用标准器进行条件选择；第二，数据处理必须根据JJG 1036-2008《电子天平》检定规程要求进行；第三，合格判定天子天平设备的程序自动完成；第四，有效生成原始检定记录。

（2）构建数据库。本项目的核心软件之一就是数据库，在电子天平设备的检测过程中，数据库起到关键的作用，比如可利用的空间通道，数据共享的功能，作用范围包括终端与服务器之间、不同终端机之间的共享，本项目的数据库是mysql 视作本项目的数据库，同时blademts 表记录测量数据在该基础上进行构建。查询以往的检定信息是数据库的主要功能，查询的参数包括检定单位、制造厂、证书编号、项目类型、准确度等级等，实施分门别类地查询，具有极大的方便性。

1.2 生成单元的唯一性

信息的唯一性是电子天平具备的特质，例如产品的编号、制造厂家、相关的用户信息等都是检定必不可少的信息，而且是独一无二的信息，一般状况下皆为人工录入方式。因为检测证书和检测记录务必包含这些信息，所以务必要精准地确定这些信息和被检定的设备是不是一致，而且与上一期检定信息是不是符合。本项目的核心内容既是在线检定中电子天平信息自动识别功能。本项目对该天平的检定信息的二维码可在检定结束后生成，并打印出来作为唯一性的标识粘贴在天平上。电子天平的历年的示值的稳定性和可靠性数据监测和比对也可以应用自动识别功能，并且对企业运行体系做出坚实的保障。检测电子天平身份有两种模式：其一是用扫描枪扫描二维码，其二是利用具有该功能的手机进行二维码识别。

2 系统功能分析

2.1 自动采集功能

通常情况下电子天平检测的技术基础为JJG 1036-2008《电子天平》检定规程，实时采集检测的相关数据。利用Internet网，有效连接计量检定单位的网络，实现电子天平在线物联网检定的特种准确度级到普通准确度级，称量范围最大值为 2g～100kg、分度值 0．1μg～1g 。物联网对电子天平在线检定后，检定结果或检定证书会自动生成通知书[2]。

2.2 数据库的检测功能

建立关于电子天平检定信息数据库，可以对中文国家标准的文字进行存储处理，多点查询功能超过五个参数。数据库模块功能包括：修改检定人员信息、修改标准砝码、任务单更新、数据库归档、查询数据等。查询结果为：检定数据、检定信息、送检信息。

2.3 数据处理及合格判定功能

电子天平检测结果的判定合格可根据相关的检测规程进行，相关规定的依据是JJG 1036-2008《电子天平》检定规程，可实现百分百的准确率，内容包括最大允许误差判别和最小秤量判别。

2.4 自动生成功能

可以对数据处理软件实施设定，实现数据的自动处理，检定证书和检定记录的在线生成完全符合JJG 1036-2008《电子天平》规程的要求。

2.5 自动识别功能

该系统自动识别功能的有效构建，完全能完成所检测的电子天平实施精准的身份信息识别，同时可以将这些信息传给检定记录系统，为后来的检定和日常的管理监督提供依据。另外可以利用生成的检定二维码实现身份识别的唯一性，还可以利用扫码自动识别该天平的相关信息，具体包括证书的检定、记录检定、产品信息确定以及上周检定结果等。

3 工作流程分析

3.1 项目配置

必须在电子天平检测之前实施该流程，以计量指标和天平的类型作为配置的关键，可以视作软件程序运行的区域，具体表现在基本信息以及变量的配置收入。

（1）标准砝码信息配置。标准砝码信息配置属于参数配置的内容范围，因为砝码质量值的使用的真实性，即所说的折算质量值，所以本文介绍系统的标准砝码信息在充分体现准确度、有效期、证书编号的同时，更要为每个砝码提供修正值。

（2）天平类型配置。要按照所检测电子天平的类型，在菜单栏里进行类型的选择，选择的类型通常有三种：多范围电子天平、多分度电子天平和单量程电子天平。

（3）任务单配置。电子天平的类型选择完毕后，便可以配置任务单，具体内容包括检定日期、检定员信息、用户信息、被检天平信息、环境条件等。

3.2 采集检测数据

对电脑和电子天平的通讯参数进行设置，是电子天平数据采集模块核心功能，其参数信息设置内容包括控制流、数据位、电脑串口选择、校验位、波特率、停止位等。首先要将所检定的电子天平与终端机连接，信息自动采集的关键步骤就是实时通讯读取数据，通过进入“采集天平数据”子菜单找出连接设备选项。

3.3 操作流程图

操作流程的框架结构形状是一个倒形树，逐步求精的程序是自顶向下进行。框架结构以搭建的表格形式进行表达，该表格以最基础的操作界面，完成自动采集的流程，然后的各种操作都在该结构表中实现，具体包括采集能力、计算能力、记录生成和证书生成等。

4 处理数据与合格判定分析

4.1 处理数据

按照JJG 1036《电子天平》检定规程的规定，处理数据时要构建数学模型，下面是该模型的公式：示值误差（E)=示值（I）-标准砝码实际值（L）修正误差（Ec）= 示值误差（E）- 零点误差（E0）

4.2 最小秤量的选择

本文介绍的电子天平的计量性能指标，与天平最小称量的检定的准确度以及检定分度值有密切的关系。可以利用条件语句根据规定选择最小称量，同时在检定原始记录中记载[3]。

4.3 最大允许误差的自动选择

不同称量段的电子天平的误差允许值，其中检测误差的最大值允许程度与该天平检定分度值、检测的准确度等级以及所称量载荷的大小有直接关联，可以按照所检定的天平的运行条件、指标计量，进行最大允许误差在不同载荷下的选择，之后不同称量段的最大误差值会自动生成。

5 结语

本文介绍的电子天平在线检测系统，所依托的理论基础为JJG1036-2008《电子天平》检定规程，相关数据信息的实时检测可以通过计算机采集技术进行，最大限度避免读数误差、以及避免发生操作误差，另外，时间漂移形成的测量误差也得益缩小，让工作效率显著提升，同时也提升了质量量值传递的精准度。本文介绍的检测项目的作用在于自动检测电子天平在线目标的实现，让人工检测的工艺成为历史，真正提升检测系统的检测能力。