工業(yè)設(shè)備智能巡檢手抄器系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用

劉曉，魏宏孝，喬明磊

（石家莊陜鼓氣體有限公司，河北 石家莊 050031）

0引言

一維及二維碼技術(shù)自上個(gè)世紀(jì)八十年代進(jìn)入我國開始，到今天廣泛應(yīng)用到光、機(jī)、電和計(jì)算機(jī)技術(shù)為一體，完美的解決了計(jì)算機(jī)應(yīng)用中數(shù)據(jù)采集的“瓶頸”，實(shí)現(xiàn)了信息的快速、準(zhǔn)確獲取與傳輸，是信息管理系統(tǒng)和管理自動(dòng)化的基礎(chǔ)。如今條碼的應(yīng)用已從商業(yè)領(lǐng)域拓展到物流、倉儲(chǔ)、金融等經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，并向縱深，逐漸向高、精、尖和集成化方向發(fā)展，在歐美發(fā)達(dá)國家的工業(yè)制造領(lǐng)域，條碼技術(shù)的應(yīng)用已相當(dāng)普遍。而在我國，條碼技術(shù)在制造業(yè)的應(yīng)用剛剛起步，只有少數(shù)制造業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)、銷售、供應(yīng)和倉儲(chǔ)管理等環(huán)節(jié)應(yīng)用條碼技術(shù)，而且應(yīng)用的層次較低。

1 工業(yè)設(shè)備智能巡檢手抄器系統(tǒng)的簡介

工業(yè)設(shè)備智能巡檢手抄器系統(tǒng)的應(yīng)用基于條形碼技術(shù)的發(fā)明實(shí)現(xiàn)了日常工作的自動(dòng)化管理，推進(jìn)了我國商業(yè)、物流、倉儲(chǔ)、工業(yè)生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域向現(xiàn)代化和智能化的國際先進(jìn)的管理方式靠攏的步伐。以工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用為例，由技術(shù)人員統(tǒng)計(jì)“如一臺(tái)設(shè)備的生產(chǎn)廠家、材質(zhì)、具體配件型號、動(dòng)靜件、易損件、潤滑系統(tǒng)的油品型號及廠家、出廠日期、應(yīng)用的介質(zhì)等詳細(xì)數(shù)據(jù)”。最后結(jié)合各種相關(guān)的數(shù)據(jù)形成一個(gè)龐大的相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫，并對每個(gè)被管理單元進(jìn)行編碼，然后制作出條形碼及數(shù)字碼貼于被管理單元上，使用手抄器（紅外線編碼識(shí)別系統(tǒng)+顯示+觸屏操作鍵盤技術(shù)），對每個(gè)被管理單元進(jìn)行資料的查閱和物品的管理，同時(shí)也可以通過不同的權(quán)限給高層管理者提供一個(gè)可靠的決策數(shù)據(jù)。

2 工業(yè)設(shè)備智能巡檢手抄器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

工業(yè)設(shè)備智能巡檢手抄器系統(tǒng)，包括用于巡檢工業(yè)設(shè)備的手持器、設(shè)置在工業(yè)設(shè)備上的標(biāo)簽和管理工業(yè)設(shè)備巡檢信息的中心端系統(tǒng);所述手持器包括用于自動(dòng)讀取標(biāo)簽的數(shù)據(jù)采集模塊、用于檢測標(biāo)簽是否處于正常狀態(tài)的紅外檢測模塊、用于存儲(chǔ)工業(yè)設(shè)備巡檢信息的存儲(chǔ)模塊、用于打印輸出工業(yè)設(shè)備巡檢信息的輸出模塊、用于網(wǎng)絡(luò)通信的通信模塊、用于顯示工業(yè)設(shè)備巡檢信息的顯示屏、用于發(fā)出報(bào)警信息的報(bào)警模塊、用于輸出語音報(bào)警信息的語音模塊、用于輸入巡檢相關(guān)指令以及手動(dòng)輸入標(biāo)簽編碼的輸入模塊和用于對巡檢信息進(jìn)行處理及對手抄器內(nèi)各模塊進(jìn)行控制的控制模塊。

所述控制模塊的輸入端分別與數(shù)據(jù)采集模塊、紅外檢測模塊和輸入模塊連接，控制模塊的輸出端與報(bào)警模塊和顯示屏連接，控制模塊還與存儲(chǔ)模塊和通信模塊互連，報(bào)警模塊的輸出端與顯示屏和語音模塊的輸入端連接，存儲(chǔ)模塊的輸出端與輸出模塊的輸入端連接;所述通信模塊與中心端系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無線通信，存儲(chǔ)模塊與中心端系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)采集模塊與工業(yè)設(shè)備上的標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。如圖1所示該系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上分為:系統(tǒng)中心管理軟件、巡檢手持終端、設(shè)備硬標(biāo)簽三大部分。

圖1 智能巡檢手持器系統(tǒng)

2.1 中心端系統(tǒng)部分的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

中心站條碼標(biāo)簽編碼自動(dòng)管理系統(tǒng)可以應(yīng)用到化工、電力、機(jī)械制造、車輛管理、物流、倉儲(chǔ)等各個(gè)行業(yè)，也可根據(jù)各個(gè)行業(yè)的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行個(gè)性化定制，更加順暢的輔助企業(yè)進(jìn)行信息化管理，提高生產(chǎn)效率。該系統(tǒng)在工業(yè)設(shè)備巡檢方面的應(yīng)用流程如圖2所示。

圖2 設(shè)備巡檢條碼管理流程圖

2.2 巡檢手持器部分的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

巡檢手持器主要分為兩大功能，一是與中心系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步包括新設(shè)備信息增加及老設(shè)備的信息更新、員工巡檢記錄的信息上傳功能;二是與現(xiàn)場設(shè)備的信息檢索以及輔助巡檢步驟的實(shí)現(xiàn)確認(rèn)，同時(shí)自動(dòng)智能的生成巡檢記錄，該巡檢記錄可區(qū)分巡檢人員及巡檢的設(shè)備。有很高的可靠性、智能性，該系統(tǒng)有系統(tǒng)管理員、普通管理員、一般巡檢員三級權(quán)限設(shè)置，例如對一般巡檢員到達(dá)巡檢設(shè)備后只需要掃描機(jī)器碼即可按照提示指導(dǎo)設(shè)備檢修，從很大意義上提高了巡檢的效率及巡檢員的積極性，降低了巡檢員的技術(shù)成本。巡檢手持器系統(tǒng)的軟件邏輯流程圖如圖3所示。

2.3 設(shè)備標(biāo)簽部分的設(shè)計(jì)

設(shè)備標(biāo)簽部分，對應(yīng)上面巡檢手持器的不同讀寫功能，可以支持讀普通的條形碼或二維碼打印的軟標(biāo)簽，讀帶LC振蕩器的硬標(biāo)簽以及主動(dòng)式rfid標(biāo)簽等。

支持的各類標(biāo)簽如圖4所示。

圖3 巡檢手持器軟件邏輯流程圖

3 實(shí)施方式

該實(shí)用新型工業(yè)設(shè)備智能巡檢手抄器系統(tǒng)，實(shí)施方式如圖5所示，主要包括手抄器、中心端系統(tǒng)和標(biāo)簽。手抄器包括數(shù)據(jù)采集模塊、紅外檢測模塊、存儲(chǔ)模塊、輸出模塊、通信模塊、顯示屏、報(bào)警模塊、語音模塊、輸入模塊、控制模塊;標(biāo)簽包括軟標(biāo)簽、硬標(biāo)簽和RFID電子標(biāo)簽;中心端系統(tǒng)包括標(biāo)簽編碼自動(dòng)管理系統(tǒng)和標(biāo)簽導(dǎo)出制作管理系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)采集模塊用于自動(dòng)讀取標(biāo)簽存儲(chǔ)的信息，包括用于讀取一維碼或二維碼的軟標(biāo)簽掃描單元、硬標(biāo)簽掃描單元和用于讀取RFID電子標(biāo)簽的RFID讀寫單元，并將讀取的信息傳輸給控制模塊;紅外檢測模塊用于檢測標(biāo)簽是否處于正常狀態(tài)，并將檢測的信息傳輸給控制模塊;存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)工業(yè)設(shè)備巡檢信息，包括FALSH存儲(chǔ)器和SD卡;輸出模塊用于打印輸出工業(yè)設(shè)備的巡檢信息;通信模塊用于與中心端系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信;顯示屏用于顯示工業(yè)設(shè)備巡檢信息;報(bào)警模塊用于發(fā)出報(bào)警信號;語音模塊用于輸出語音報(bào)警信息;輸入模塊包括鍵盤輸入裝置，用于輸入相關(guān)指令以及在控制模塊的控制下手動(dòng)輸入工業(yè)設(shè)備標(biāo)簽編碼;控制模塊用于對巡檢信息進(jìn)行處理及對手抄器內(nèi)各模塊進(jìn)行控制。所述控制模塊的輸入端分別與數(shù)據(jù)采集模塊、紅外檢測模塊和輸入模塊連接，控制模塊的輸出端與報(bào)警模塊和顯示屏連接，控制模塊還與存儲(chǔ)模塊和通信模塊互連，存儲(chǔ)模塊的輸出端與輸出模塊的輸入端連接。通信模塊與中心端系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無線通信，存儲(chǔ)模塊與中心端系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)采集模塊與工業(yè)設(shè)備上的標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

圖4 各類標(biāo)簽

圖5 實(shí)施方式圖

此實(shí)用新型通過中心端系統(tǒng)中的標(biāo)簽編碼自動(dòng)管理系統(tǒng)和標(biāo)簽導(dǎo)出制作管理系統(tǒng)制作一維碼、二維碼等軟標(biāo)簽、硬標(biāo)簽和RFID電子標(biāo)簽，一維碼、二維碼等軟標(biāo)簽、硬標(biāo)簽和RFID電子標(biāo)簽中均儲(chǔ)存有對應(yīng)工業(yè)設(shè)備的相關(guān)信息（例如工業(yè)設(shè)備名稱和編碼等），然后將標(biāo)簽及標(biāo)簽編碼設(shè)置在對應(yīng)的工業(yè)設(shè)備上。

巡檢人員根據(jù)工業(yè)設(shè)備的具體情況通過中心端系統(tǒng)的標(biāo)簽編碼自動(dòng)管理系統(tǒng)定制工業(yè)設(shè)備的巡檢任務(wù)，包括巡檢路線、巡檢地點(diǎn)、巡檢設(shè)備及其檢查項(xiàng)目和檢查標(biāo)準(zhǔn)。

在進(jìn)行工業(yè)設(shè)備巡檢時(shí)，中心端系統(tǒng)首先利用數(shù)據(jù)線通過存儲(chǔ)模塊或利用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)通過通信模塊將巡檢任務(wù)發(fā)送給手抄器的控制模塊。巡檢人員根據(jù)巡檢任務(wù)對工業(yè)設(shè)備進(jìn)行逐項(xiàng)檢查，攜帶手抄器到工業(yè)設(shè)備現(xiàn)場，只有當(dāng)巡檢人員將手抄器中的一維碼和二維碼的軟標(biāo)簽掃描單元或硬標(biāo)簽掃描單元或RFID讀寫單元靠近工業(yè)設(shè)備上的標(biāo)簽時(shí)，手抄器通過一維碼和二維碼的軟標(biāo)簽掃描單元或硬標(biāo)簽掃描單元或RFID讀寫單元對工業(yè)設(shè)備上的標(biāo)簽進(jìn)行掃描讀取，才能將工業(yè)設(shè)備的相關(guān)信息采集到手抄器中，可有效地提高了巡檢的到位率。當(dāng)紅外檢測模塊檢測到標(biāo)簽損壞而無法識(shí)別工業(yè)設(shè)備時(shí)，顯示屏?xí)@示紅外掃描故障、標(biāo)簽無法讀取等相關(guān)信息，此時(shí)控制模塊會(huì)發(fā)出手動(dòng)輸入編碼的指令，巡檢者便可利用鍵盤等輸入設(shè)備手動(dòng)輸入工業(yè)設(shè)備的標(biāo)簽編碼，從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備相關(guān)信息的采集。

獲取當(dāng)前工業(yè)設(shè)備相關(guān)信息后，手抄器才會(huì)自動(dòng)定位到當(dāng)前設(shè)備，并通過顯示屏顯示出當(dāng)前設(shè)備的名稱和檢查項(xiàng)目等相關(guān)信息，該信息不能人為修改，巡檢人員根據(jù)顯示的檢查項(xiàng)目對當(dāng)前工業(yè)設(shè)備進(jìn)行逐項(xiàng)檢查，并通過鍵盤等輸入裝置逐項(xiàng)輸入當(dāng)前工業(yè)設(shè)備的檢查結(jié)果和巡視記錄等巡檢信息，同時(shí)通過存儲(chǔ)模塊將巡檢信息存儲(chǔ)到手抄器內(nèi)的FALSH存儲(chǔ)器或SD卡內(nèi)，或者通過網(wǎng)絡(luò)模塊將巡檢信息上傳到中心端系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)巡檢信息的實(shí)時(shí)上傳。在巡檢過程中巡檢人員按照巡檢任務(wù)逐步檢查，能有效避免因人為因素而造成的漏檢或錯(cuò)檢，且所有巡檢信息一經(jīng)錄入不可被修改或刪除，確保巡檢信息規(guī)范、真實(shí)與可靠。

在巡檢過程中，當(dāng)巡檢到需要定期巡檢的工業(yè)設(shè)備或臨近巡檢期限的工業(yè)設(shè)備時(shí)，手抄器中的報(bào)警模塊會(huì)輸出報(bào)警信號給顯示屏和語音模塊，通過顯示屏和語音模塊進(jìn)行聲光報(bào)警提醒巡檢人員。另外通過手抄器中的輸出模塊連接打印設(shè)備即可方便快捷的實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備巡檢信息的制表打印。

待需巡檢的工業(yè)設(shè)備全部檢查完畢后，巡檢人員攜帶手抄器返回中心端系統(tǒng)所在地，可將手抄器中的所有巡檢信息通過FALSH存儲(chǔ)器或SD卡傳輸至中心端系統(tǒng)。通過中心端系統(tǒng)可讀取由手抄器的通信模塊或存儲(chǔ)模塊傳輸?shù)墓I(yè)設(shè)備巡檢信息并進(jìn)行綜合處理，形成相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。設(shè)備管理人員根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，便可清楚的看到設(shè)備運(yùn)行狀況幾巡檢人員是否工作到位。

4 結(jié)束語

工業(yè)設(shè)備智能手抄器系統(tǒng)應(yīng)用到設(shè)備巡檢方面，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備統(tǒng)一編碼管理、設(shè)備信息智能顯示、設(shè)備相關(guān)備件信息智能提示、設(shè)備巡檢智能提醒、設(shè)備個(gè)性化檢修步驟提示、巡檢記錄自動(dòng)生成、巡檢記錄智能分析、巡檢記錄統(tǒng)計(jì)報(bào)表、巡檢短信提醒等。工業(yè)設(shè)備智能巡檢手抄器系統(tǒng)一旦投入生產(chǎn)并在工業(yè)生產(chǎn)、機(jī)械制造、物流、倉儲(chǔ)等領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用，將在很大程度上的改變企業(yè)原有的老技術(shù)、老管理辦法，為實(shí)現(xiàn)日常工作的自動(dòng)化管理，推進(jìn)了我國商業(yè)、物流、機(jī)械制造、工業(yè)生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域向現(xiàn)代化和智能化的國際化的管理方式靠攏的步伐。

［1］王琳，王茂海.基于AT89C2051單片機(jī)和WT588D－U語音模塊的語音報(bào)價(jià)系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.科技信息，2011，28（15）:525 －526.

［2］ 王文豪，張亞紅，朱全銀，等.QR Code二維條形碼的圖像識(shí)別［J］.計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2009，19（10）:123 －126.

［3］鄒沿新，楊高波.Data Matrix二維條形碼解碼器圖像預(yù)處理研究［J］.計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2009，45（34）:183 －188.

［4］岳絢，楊健.基于VHDL描述語言的高級數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議實(shí)現(xiàn)，［J］.電氣自動(dòng)化，2012，34（2）:16 －18.

［5］王利強(qiáng)，彭月祥，寧可慶.計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集卡應(yīng)用［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2007:209－237.

［6］王鷹，王勇楊，靈敏.RQ碼在電廠物資管理系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2008，52（S1）:71－74.