检测仪器数据采集系统设计与实现

检测仪器数据采集系统设计与实现

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圆浙江中烟工业有限责任公司技术中心袁浙江杭州猿员园园圆源冤

摘要院为提高浙江中烟检测仪器数据采集效率袁同时满足企业内研发和质量管理等对数据的应用要求遥通过设计和开发了基于援晕耘栽的检测仪器数据采集系统袁实现了对圆远类检测仪器的数据自动采集袁并通过企业总线的服务架构袁形成了完整的仪器检测数据自动采集尧分发和应用的整体解决方案遥系统实际应用表明袁提升了仪器检测数据的采集效率袁促进了信息整合袁并最终完善了检测数据在企业内应用的层次和广度遥

关键词院检测仪器袁数据采集袁企业服务总线

粤遭泽贼则葬糟贼押陨灶燥则凿藻则贼燥蚤皂责则燥增藻贼澡藻凿葬贼葬糟燥造造藻糟贼蚤燥灶藻枣枣蚤糟蚤藻灶糟赠燥枣在澡藻躁蚤葬灶早贼燥遭葬糟糟燥陨灶凿怎泽贼则蚤葬造熏贼燥皂藻藻贼贼澡藻葬责责造蚤糟葬贼蚤燥灶则藻择怎蚤则藻鄄皂藻灶贼泽燥枣则藻泽藻葬则糟澡葬灶凿择怎葬造蚤贼赠皂葬灶葬早藻皂藻灶贼蚤灶贼澡藻藻灶贼藻则责则蚤泽藻援粤凿葬贼葬葬糟择怎蚤泽蚤贼蚤燥灶泽赠泽贼藻皂遭葬泽藻凿燥灶援晕耘栽蚤泽凿藻泽蚤早灶藻凿葬灶凿凿藻鄄增藻造燥责藻凿熏葬灶凿则藻葬造蚤扎藻泽贼澡藻葬怎贼燥皂葬贼蚤糟凿葬贼葬葬糟择怎蚤泽蚤贼蚤燥灶燥枣圆远噪蚤灶凿泽燥枣凿藻贼藻糟贼蚤燥灶蚤灶泽贼则怎皂藻灶贼泽蚤灶贼澡蚤泽责葬责藻则援栽澡则燥怎早澡贼澡藻葬则糟澡蚤贼藻糟鄄贼怎则藻燥枣藻灶贼藻则责则蚤泽藻泽藻则增蚤糟藻遭怎泽熏葬糟燥皂责造藻贼藻泽燥造怎贼蚤燥灶枣燥则葬怎贼燥皂葬贼蚤糟葬糟择怎蚤泽蚤贼蚤燥灶熏凿蚤泽贼则蚤遭怎贼蚤燥灶葬灶凿葬责责造蚤糟葬贼蚤燥灶燥枣贼澡藻蚤灶泽贼则怎皂藻灶贼凿藻鄄贼藻糟贼蚤燥灶凿葬贼葬蚤泽枣燥则皂藻凿援栽澡藻责则葬糟贼蚤糟葬造葬责责造蚤糟葬贼蚤燥灶燥枣贼澡藻泽赠泽贼藻皂蚤灶凿蚤糟葬贼藻凿贼澡葬贼蚤皂责则燥增藻凿贼澡藻藻枣枣蚤糟蚤藻灶糟赠燥枣凿葬贼葬糟燥造造藻糟贼蚤燥灶熏责则燥鄄皂燥贼藻凿贼澡藻蚤灶枣燥则皂葬贼蚤燥灶蚤灶贼藻早则葬贼蚤燥灶熏葬灶凿枣蚤灶葬造造赠蚤皂责则燥增藻凿贼澡藻葬责责造蚤糟葬贼蚤燥灶造藻增藻造燥枣贼藻泽贼蚤灶早凿葬贼葬蚤灶藻灶贼藻则责则蚤泽藻援

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目前袁浙江中烟技术中心在日常工作中需要使用众多不同类型的检验仪器袁对原料尧烟用材料尧半成品和卷烟成品等进行物理和化学各类项目的检测工作袁检测涉及指标项目繁多袁产生数据的类型多且数量大遥在数据获取和管理上袁即使仪器已经具有多种设备接口袁但仍然主要依赖人工记录和纸质单据形式进行保存和管理袁最后再输入到孕悦中的处理方式袁不但工作繁重袁同时也无法保证数据的准确性和及时性咱员暂袁从而造成后续的数据集成尧分析和利用不便等问题遥

浙江中烟先后建设了耘砸孕尧产品研发和质量管理平台咱圆暂尧批次管理咱猿原源暂等一系列信息系统平台袁以及即将开始建设数据中心袁对检测数据的采集效率尧集成存储管理和分析应用都提出了更高的要求遥通过构建检测仪器数据采集系统袁实现连接仪器尧自动采集和存储仪器检测数据遥系统通过企业总线渊耘杂月冤咱缘暂袁构建检测数据的集成分发和综合利用服务袁为企业内产品研发尧质量追踪和运营分析提供准确有效的数据支撑遥员系统设计

员援员系统需求分析

员援员援员检测仪器数据采集方式识别

实现检测仪器数据的自动采集袁首先需要明确各类型仪器的连接配置和数据输出方式袁其次需要明确仪器分析结果的展现和存储方式袁最后明确针对每种类型仪器的采集指标内容尧采集规则袁形成以仪器尧规则尧指标内容为基本元素的仪器与配置管理咱远暂遥浙江中烟技术中心拥有各类大型精密检测仪器多台套袁能完成对原料尧烟用材料尧卷烟半成品和卷烟成品的各类理化检测袁主要涉及仪器有数码显微成像测量系统尧条码仪尧色差仪尧吸烟机尧傅里叶变换近红外光谱仪尧匝栽酝综合测试台尧扩散系数测定仪等主要仪器设备袁为企业产品研发尧质量管理等提供有力支撑遥鉴于检测仪器类型众多袁检测项目不同袁所属供应商不同袁由此带来的检测数据存储的标准也不近相同遥因此袁首先针对不同类型检测仪器的数据采集通道尧数据规则尧操作方式和采集指标

项目等内容进行了梳理袁然后对每一种类型仪器进行了数据采集的技术验证袁最后明确了采用串口和对多种类型文件识别的采集方式袁对技术中心圆远类检测仪器设备共计缘源缘个指标进行数据自动采集袁具体如表员所示遥

表员仪器类型尧采集方式和指标数

注院载孕杂文件为虚拟打印文件

员援员援圆系统功能需求识别

根据检测仪器数据采集的业务处理流程袁采集系统需要实现如下主要业务需求院

叶工业控制计算机曳圆园员愿年第猿员卷第怨期员冤管理原料尧烟用材料尧半成品和卷烟成品等不同物料袁进货尧完工和日常研究等不同检验类型的检验单管理曰

圆冤实现检验仪器的校准数据的采集尧维护尧查询曰

猿冤实现根据报检单实时采集检测结果数据功能袁也可以批量处理报检单检测结果数据采集曰实现仪器检测数据的维护功能袁例如纠正报检单号尧样品号与检测结果对应错误的情况曰支持检测数据的发布和推送功能曰

源冤实现检测数据的统计尧分析和查询遥员援圆系统总体架构设计

按照浙江中烟对信息系统的要求及当前主流成熟软件系统模式袁数据采集系统采用数据层尧应用服务层和展现层的三层设计总体架构袁并在此基础上增加设备接入层来负责监听设备信息遥同时袁通过企业服务总线渊耘杂月冤咱苑暂与企业耘砸孕系统尧产品研发与质量管理系统和主数据管理平台等核心信息系统进行数据交换袁并考虑到未来数据中心对仪器检测原始数据的分析需求袁为未来的大数据传输提供扩展基础袁其系统框架结构如图员所示遥

图员系统总体架构图

根据业务场景和数据管理的不同要求袁检测仪器数据采集系统建设将分为悦辕杂采集客户端和月辕杂数据管理平台两部分袁采集客户端主要直接面向检测仪器袁部署在与仪器相连的孕悦机或者仪器自带的孕悦上袁提供仪器使用人员对仪器数据进行实时采集操作袁并将采集的数据提供到月辕杂数据管理平台遥采集客户端作为数据采集终端袁将提供仪器管理尧采集规则管理尧数据存储管理和数据采集任务调度管理和数据采集的功能遥月辕杂端数据管理平台则主要面向数据使用人员袁支持对数据的统计尧分析和使用袁同时进行系统权限管理尧日志监控管理等系统基础管理功能遥

员援猿系统功能组件设计

检测仪器数据采集系统主要由数据权限管理尧数据采集管理和数据查询管理三大单元组成遥数据权限管理主要提供设备主数据尧指标主数据尧物料主数据尧员工主数据和权限数据管理曰数据采集管理主要提供检测报检单管理尧数据规则尧指标和采集管理以及仪器设备数据管理等曰数据查询管理主要是提供对采集的数据进行查询和分析管理遥系统主要功能模块如图圆所示遥

图圆系统主要功能模块示意图

员援源基于企业总线服务模式的集成应用设计

基于系统建设定位袁检测仪器数据采集系统是企业信息数

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据服务生态圈内的重要组成部分袁该系统将结合企业服务总线穴耘杂月雪袁形成面向服务的系统解决方案遥具备解耦应用交互功能袁有效减少应用系统和检测数据采集平台之间的耦合性袁提高系统间互操作和协同能力遥检测数据采集系统作为检验数据的服务提供者袁以企业服务总线为中间服务平台袁将检测数据发布至企业其他核心业务系统袁如研发系统咱愿暂统和数据中心等袁实现检测数据的异步发尧质送量和管理接收系统袁形成尧耘砸孕完整系的浙江中烟检测数据采集尧分发与应用的系统方案袁如图猿所示遥

图猿检测仪器数据采集系统与企业其他系统集成示意图

圆系统实现和应用情况圆援员数据采集客户端

基于悦辕杂架构的数据采集客户端主要完成与检测仪器设备的联接配置袁管理仪器的属性和状态袁数据模板管理主要完成对仪器采集内容的分类尧分块的内容定义袁如烟气检测尧物理检测等遥根据定义配置好的采集规则袁开展具体仪器检测数据的自动采集工作和存储管理工作遥检测仪器数据采集系统接收从产品研发与质量管理系统建立的各类型报检单信息袁完成相应仪器检测数据采集后回传给产品研发与质量管理系统袁并作为数据提供者提供企业其他相关系统数据分析应用遥圆援圆采集数据管理平台

基于援晕耘栽技术开发的月辕杂端采集数据管理平台袁主要提供给技术中心及其他部门的研究人员和管理人员对于检测仪器采集数据的查询尧统计和分析使用遥系统从检验类型尧仪器类型尧仪器校准和报检单综合查询等多个维度提供了的检测数据与仪器数据的查询和统计袁满足数据使用人员不同的使用目的遥圆援猿应用情况

浙江中烟仪器数据采集系统于圆园员苑年源月上线投入实际使用袁截止到圆园员愿年圆月底袁数据采集系统累计处理各类报检单数员猿远源源条袁圆园员苑年缘月份开始基本保持每月员园园园单以上袁系统运行基本稳定遥从设备种类上看袁分布在圆远类仪器设备上袁长度仪尧条码仪尧色差仪等设备应用频次较高遥从部门使用上来看袁技术中心相关科室都有业务开展袁其中质检站设备应用率占怨怨豫以上遥猿结束语

技术中心检测仪器数据采集系统经过实际运行袁很大程度上提高了检测仪器分析数据的采集效率袁完善了检测数据采集的层次袁同时袁通过企业总线的面向服务构架袁形成检测数据采集尧存储尧分发尧应用的企业集成解决方案袁整合了业务系统间尧企业人员间的资源和业务协同能力咱怨暂集成袁提升了检测数据在浙江中烟的应袁用促程度进业和务范围和信息遥

的有效渊下转第员猿园页冤

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重后果咱缘暂遥酝阅缘算法具有压缩性尧容易计算尧抗修改性尧强碰撞性等特点袁通过这样的步骤袁系统在并不知道用户密码明码的情况下就可以确定用户登录系统的合法性遥猿援圆权限分配

由于职权和部门的差异袁用户在韵粤中能进行的操作尧浏览的信息也略有不同遥对用户权限分配主要划分为功能权限和角色权限遥角色权限在工作流中通过具体流程场景来绑定袁再通过给用户分配角色来达到授权的目的遥流程发起者可以查看发起工作的具体进展袁也可进行任务撤回袁流程中涉及到的用户只能查看到绑定了自己角色的工作场景遥

角色权限与功能权限两者相互独立袁功能权限根据员工的职权进行分配袁比如经理级尧分管领导级袁并集合于角色中遥系统管理员具有最高权限袁部门领导可以查看该部门下所有员工的工作流程及员工资料袁普通员工根据部门的不同袁对功能的浏览权限也不尽相同遥

图远

定制化韵粤系统开发研究

管理员菜单驭普通员工菜单

图缘权限耘原砸图

系统中的杂再杂赃砸燥造藻哉泽藻则表存储着用户陨阅和角色陨阅袁当用户被分配一种角色袁就会在表中生成一条相应的记录曰表杂再杂赃砸燥造藻云怎灶糟贼蚤燥灶存储着角色陨阅和功能尧场景陨阅袁当角色被赋予某些场景的访问权限时袁就会在表中生成一条相应的记录遥不同的用户在系统中能看到的功能场景菜单也不同遥猿援猿系统日志

为了便于查找操作失误袁采用了追踪用户操作的设计遥用户在韵粤系统的每次点击操作都会触发函数生成系统日志袁系统日志把谁尧什么时候尧操作的内容是什么尧操作的结果保存在数据库中袁供后续查找遥源结束语

目前该系统已在企业中全覆盖袁处于良好运行中遥一个能真正满足企业实际工作需要的办公自动化系统袁不仅能提高工作效率尧节约运营成本袁还能增强领导监控能力尧提高系统的稳定

性和安全性遥总结了在开发实施过程中需要注意的事项院

员冤韵粤系统开发的功能流程都是以企业的组织架构为基础来运作袁所以首先必须要对企业的部门架构了解清楚遥

圆冤重点是对各部门重要工作流程和数据共享需求的调研袁梳理好韵粤中各项功能及每个功能涉及到的具体流程和需要注意的事项遥

猿冤韵粤的功能并非局限在已有的范围内袁需要考虑到日后功能添加尧完善和维护遥设计软件时将各功能模块间的耦合度尽可能降低袁当外部环境发生变化时可以拓展系统内的功能和性能袁局部的修改也不影响全局和其他部门的结构和运行遥

源冤开发者并非系统的直接使用者袁只凭借需求调研获取的信息进行简单的流转测试很难发现问题袁系统的实施需要直接用户的参与配合遥

参考文献

咱员暂李娟援小微企业韵粤协同办公系统开发研究咱允暂援电脑知识与技术袁咱圆暂朱瑾援网络协作办公系统关键技术的研究及实现咱阅暂援西安院西安工业咱猿暂沈一卓援数字化监狱综合安防平台管理系统的研究和实现咱阅暂援广州院咱源暂孙健波袁马继军援基于工作流的韵粤系统方案设计与实现咱允暂援连云港咱缘暂张智发援酝阅缘算法在办公自动化系统中的应用咱允暂援计算机安全袁圆园园愿

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参考文献

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设计与实现咱允暂援工业控制计算机袁圆园员员袁圆源渊员圆冤院愿猿原愿缘咱允暂援自动化与仪器仪表袁圆园员远渊员冤院源圆原源源

业一体化信息集成平台的应用研究咱允暂援烟草科技袁圆园员员渊员冤院圆怨原猿圆