一种基于工业物联网的玻璃容器瑕疵数据采集系统的制作方法

1.本实用新型涉工业检测技术领域，具体涉及一种物联网数据采集系统。特别是涉及一种基于工业物联网的玻璃容器瑕疵数据采集系统。


背景技术：

2.对于工业质量检测领域的瑕疵样本采集，传统的方式为技术员通过拷贝工业检测线上的图片并提交保存。这种方式的弊端是人为进行数据统计，效率低下，而且有的技术员操作不当易导致数据的损坏。随着工业4.0的兴起，工业质量检测领域需要大量的瑕疵样本数据进行研究。传统数据采集方法不适用于大规模瑕疵数据的采集。工业质量检测领域急需一种高度自动化的数据采集系统对大规模瑕疵数据进行采集。


技术实现要素：

3.针对现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种物联网数据采集系统。具体地，本实用新型提供了以下技术方案：
4.一种基于工业物联网的玻璃容器瑕疵数据采集系统，包含物联网前端数据采集系统、服务器、客户端。其中，物联网前端数据采集系统包括可调压的供电模块、图像采集模块、无线通信模块、核心控制模块、存储器，图像采集模块通过串口线与核心控制模块相连, 核心控制模块通过总线与存储器相连进行数据存储和读取，核心控制模块还与无线通信模块通过串口线相连进行数据发送，无线通信模块通过无线方式与服务器连接，服务器与客户端连接，供电模块与核心控制模块连接进行供电；有外部电源与图像采集模块连接进行供电。
5.进一步地，物联网前端数据采集系统所包含的供电模块由lm317集成电路和外围电路组成，供电模块输入为220v交流电，供电模块输出为1.5v-25v直流电，220v交流电通过变压器、桥式整流电路与电解电容c1连接，电解电容c1的正极与lm317的3脚连接，lm317的3脚和lm317的2脚之间串接二极管vd5，lm317的3脚通过电容c2接地，lm317的1脚通过变阻器rp接地，lm317的2脚通过电阻r2、电容c3接地，lm317的2脚通过电容c4接地。
6.进一步地，核心控制模块通过与无线通信模块连接的供电线为无线通信模块供电，核心控制模块为无线通信模块供电的电压为3.3v，无线通信模块向服务器的接收端口发送玻璃容器瑕疵图片数据包。
7.进一步地，物联网前端数据采集系统所包含的图像采集模块一端与核心控制模块相连，另一端与外置电源相连供电，图像采集模块采集的图像数据通过核心控制模块进行处理，核心控制模块将生产线标号以字符串的形式在图像数据上标注。
8.进一步地，物联网前端数据采集系统包含实时数据采集模式以及定时数据采集模式。
9.进一步地，实时数据采集模式为实时地向服务器接收端口发送玻璃容器瑕疵数据包，定时数据采集模式为定时打包数据向服务器接收端口发送玻璃容器瑕疵数据包。
10.进一步地，玻璃容器瑕疵数据采集系统所用服务器为linux系统服务器，内置数据分析统计脚本，包含数据采集端口以及数据发送端口。
11.进一步地，客户端通过开放的数据端口与服务器连接进行玻璃容器瑕疵数据传输，并进行数据删除、管理等操作。
12.本实用新型的有益效果：
13.本实用新型采用高度集成的一体化设计，采用物联网的架构进行规划，具有自动化程度高，数据采集精准的特点。解决了长期以来人工采集数据导致的效率低、不及时、不精准的问题。
14.通过对瑕疵图片的生产线编号标定，可以有效的对某一生产线上的瑕疵进行统计，保证了瑕疵数据的来源可追溯性。对生产线后期的检修、维护有着关键的作用。
15.通过云服务器存储并设计后台管理页面，可以实时地显示生产线的当前动态，保证了大规模数据的存储稳定性以及可视化，方便工程师对瑕疵数据进行分析管理，提高数据的利用效率。
附图说明
16.图1是本实用新型实施例中的整体结构示意图；
17.图2是本实用新型实施例中的可调压供电电源电路图；
18.图3是本实用新型实施例中的无线通信模块电路图；
19.图4是本实用新型实施例中的无线通信模块的工作流程图；
20.图5是本实用新型实施例中的图像采集模块与stm32f417连接图；
21.图6是本实用新型实施例中的玻璃容器瑕疵数据采集系统数据流图。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.实施例一：
24.如图1所示，本实施例提供了一种基于工业物联网的玻璃容器瑕疵数据采集系统，包括：物联网前端数据采集系统，服务器，客户端。所述的玻璃容器瑕疵数据采集系统采集工业生产线终端的玻璃容器瑕疵数据，并将所获取数据通过无线通信模块发送给服务器，客户端进行瑕疵数据的统计与管理。
25.所述物联网前端数据采集系统包含实时数据采集模式以及定时数据采集模式。实时数据采集模式是指当采集到的玻璃容器瑕疵数据大于阈值时，对其核心控制模块进行计时器设置，设置为每秒由计时器触发上传数据。定时数据采集模式是指当采集到的玻璃容器数据量小于阈值时，对其核心控制模块进行计时器设置，设置为当采集量到达阈值数据时触发，进行数据发送，发送结束后清除缓存，进入下一轮发送模式设置。其中，发送的所有数据均有生产线编号作为标志位，方便后期追溯瑕疵玻璃容器来源。
26.所述物联网前端数据采集系统主要包括可调压的供电模块、图像采集模块、无线
通信模块、核心控制模块、存储器。其中，可调压的供电模块为核心控制模块供电。
27.核心控制模块芯片的型号为stm32f417；所述无线通信模块型号为esp-8266，将数据通过端口发送至服务器。
28.所述供电模块包括lm317,lm317为稳压电路。如图2，供电模块输入为220v交流电，输出为1.5v-25v直流电，分别为核心控制模块以及无线通信模块供电。具体地，可调压电源模块采用三端可调稳压集成电路lm317，最大负载电流1.5a。其中，220v交流电经过变压器t降压，得到24v交流电，再依次经过全桥整流，c1滤波，得到33v左右的直流电压。需要进一步说明的是，这里获得的33v电压存在不稳定的状态，需要将电压经过lm317集成电路进行稳压输出。调节电位器rp用来调节输出电压。为了消除寄生振荡以及抑制波纹，分别将c2、c3并联在电路主干。c4用来改善稳压电路的暂态响应。
29.如图3所示，为本实用新型的无线通信模块。其中，模块的urxd与utxd引脚分别与核心控制模块的utxd和urxd模块相连进行数据传送，3v3与gnd分别与核心控制模块的输出和接地相连进行供电。
30.所述核心控制模块控制物联网前端数据采集系统的运行，实现对相关数据的采集，主控芯片通过与esp-8266串口通信，把数据以无线的方式传到服务器接收端口。
31.所述服务器为linux系统服务器，开放数据采集与数据发送端口，内置数据统计分析脚本进行数据计数分析。
32.如图4所示，为无线通信模块工作流程图。系统上电后进行esp-8266模块初始化，由主控芯片控制esp-8266模块开机。开机后主控制器要通过usart发送“at《回车》”，当串口返回
‘
ok’时，初始化成功。随后发送指令“at cwmode=1”设置应用模式为station模式。设置模式后发送指令“at rst”进行模块重启。重启成功后接入ap网络，发送指令“at cwjap_def=“wifi_ssid”,“password
””
。连接成功后发送指令“at cipmode=1”设置单连接模式。单连接模式设置完成后发送指令“at cipstart=“tcp”,“服务器ip地址”,“端口
””
与服务器端口建立tcp连接。连接成功后发送指令“at cipsend”开启透传发送，发送完指令后，wi-fi模块接收到所有数据将发送至服务器。
33.如图5所示，为本实用新型的图像采集模块，选用omnivision公司的ov7670，由外置电源供电，其内嵌一个10位a／d转换器，可输出8位rgb／ycbcr／yuv格式的图像数据。核心控制模块的存储器使用8gb存储卡。利用stm32f417的pc0～pc7口接收ov7670输出经过al422b缓存后的8位图像数据。ov7670的sio_d、sio_c接口与stm32f417的pa6、pa7引脚相连，通过该接口实现对摄像头的初始化配置。stm32f417的pe0、pe1、pb7、pb8分别控制al422b的时钟信号、写复位、读复位以及读使能信号。pb9与ov7670输出的行扫描信号通过与非芯片实现对帧缓存器写使能的控制，stm32f417的pa10引脚通过中断的方式检测摄像头是否输出一帧完整的图像。
34.在对摄像头工作参数配置过程中，将ov7670的寄存器dblv设为0x80，对输入时钟倍频数进行控制。设置寄存器bright、contras，控制图像的亮度和对比度。通过寄存器reg75、reg76设置图像边缘增强上、下限。在对摄像头测试阶段，首先将寄存器acaling_ysc设为0x85，显示8色彩条，测试阶段结束后将该寄存器设为0x00，进入非测试模式。
35.当stm32f417第一次检测到vsync下降沿时，系统第一次产生中断，表明ov7670开始输出一帧图像，stm32f417将fifo_wen置高电平，当href有效(高电平)时，fifo_wen与
href通过与非门使能fifo的wck，将有效图像数据自动写入fifo中。
36.当第二次vsync中断产生时，表明已经将一帧完整的图像写入fifo，系统通过将fifo_wen置低，锁存一帧图像数据，实现图像的静态存储。此时，stm32f417送给fifo的读时钟rclk一个上升沿，将数据从fifo中读出来，完成图像数据的采集与提取。
37.如图6所示，为系统数据流图。物联网前端数据采集系统将数据传送至服务器进行存储以及处理，客户端通过端口与服务器相连接，接受服务器处理后的数据以及对服务器内存储的数据进行管理操作。
38.实施例一中所述的物联网前端数据采集系统与服务器连接，将采集的数据传输至服务器。服务器均通过端口与客户端连接，服务器将处理完成的数据传输到客户端。具体地，服务器通过数据采集端口与物联网前端数据采集系统连接，形成星型结构的数据采集网络。所述服务器接收端口用于对接收到的玻璃容器瑕疵数据和生产线编号以关系型数据库的形式进行存储。
39.所述服务器内置数据分析统计脚本，脚本在服务器内部与端口进行连接。具体地，服务器脚本的作用是对接收的数据进行数据库的插入、删除以及将数据库的数据查询向客户端发送图像数据。服务器与物联网前端数据采集系统通过数据接收端口连接，所述客户端用于对服务器的数据进行管理。
40.在上述实施例的基础上，所述数据采集系统能够与客户端连接，所述客户端包括但不限于电脑、pc机、平板、手机等。具体地，所述客户端可通过接口连接至服务器，从而获取采集的原始数据，也可以访问网络服务器，从而获取不同种类的玻璃容器瑕疵数据。所述客户端可用于数据的编辑、分析和显示。所述玻璃容器瑕疵数据包括工业生产线中各种玻璃容器的瑕疵图片，包括但不限于瓶口破裂、污点、瓶身条纹、气泡等。
41.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。