專利名稱：一種基于微慣性器件的運(yùn)輸狀態(tài)監(jiān)測記錄儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于微慣性器件的運(yùn)輸狀態(tài)監(jiān)測記錄儀，尤其涉及一種易損物品運(yùn)輸過程中的狀態(tài)監(jiān)測記錄儀，屬于貨物運(yùn)輸領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
貨物運(yùn)輸是產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)功能的重要環(huán)節(jié)，運(yùn)輸過程中由于運(yùn)輸工具、環(huán)境條件及操作人員等方面因素影響，貨物難免受到?jīng)_擊振動等因素影響，以致貨物的性能發(fā)生改變。為了提高貨物的運(yùn)輸質(zhì)量，需要對運(yùn)輸狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，包括沖擊振動、溫度、濕度等環(huán)境信息， 并且需要對超出設(shè)定閾值的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，但現(xiàn)在所用的記錄儀器體積大，記錄數(shù)據(jù)少，使用傳統(tǒng)傳感器件功耗大，無法獨(dú)立工作，或電池續(xù)航能力差，使用及其不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于微慣性器件的運(yùn)輸狀態(tài)監(jiān)測記錄儀，本發(fā)明體積小、重量輕、功耗低、存儲數(shù)據(jù)量大、可應(yīng)用廣泛的運(yùn)輸狀態(tài)監(jiān)測。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種基于微慣性器件的運(yùn)輸狀態(tài)監(jiān)測記錄儀，包括控制器、加速度計(jì)、存儲器、時(shí)鐘單元、串行通信接口 ；控制器、加速度計(jì)、存儲器、時(shí)鐘單元和串行通信接口安裝在一個(gè)封閉的箱體內(nèi)，控制器、加速度計(jì)、存儲器、時(shí)鐘單元以及串行通信接口采用電池供電或采用外部電源供電，控制器包括CPU、非易失存儲器和A/D采集單元，外部計(jì)算機(jī)通過串行通信接口向控制器中的非易失存儲器寫入加速度閾值及加速度計(jì)的標(biāo)度因數(shù)，A/D采集單元用于采集加速度計(jì)的加速度值，CPU用于監(jiān)測比較加速度值與加速度閾值的大小，當(dāng)加速度值超過加速度閾值時(shí)CPU將時(shí)鐘單元產(chǎn)生的實(shí)時(shí)時(shí)間信息和A/ D采集單元采集的加速度值寫入存儲器中，當(dāng)加速度值小于加速度閾值時(shí)CPU處于休眠節(jié)電狀態(tài)；加速度計(jì)采用三軸MEMS加速度計(jì)用于測量被運(yùn)送貨物的沖擊加速度；時(shí)鐘單元用于提供時(shí)間信息；存儲器用于存儲加速度計(jì)值及與加速度計(jì)值相對應(yīng)的時(shí)間信息。還包括溫濕度傳感器，所述的溫濕度傳感器用于實(shí)時(shí)監(jiān)測貨物環(huán)境溫度和濕度信息，當(dāng)加速度值超過加速度閾值時(shí)CPU將時(shí)鐘單元產(chǎn)生的實(shí)時(shí)時(shí)間信息、A/D采集單元采集的加速度值以及溫濕度傳感器測量的環(huán)境溫度和濕度信息一并寫入存儲器中。還包括報(bào)警器，當(dāng)加速度值超過加速度閾值時(shí)報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信息。所述存儲器采用SD卡，采用FAT文件系統(tǒng)存儲數(shù)據(jù)。所述的箱體采用陽極氧化鋁為結(jié)構(gòu)材料，箱體連接部位采用0型密封圈進(jìn)行密封。所述串行通信接口采用RS-232、或RS-485、或RS-422串行通信接口。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明的微控制器采取間歇式工作方式，可在不影響正常工作情況下，大幅度延長電池的使用時(shí)間；微機(jī)電三軸加速度計(jì)和數(shù)字式溫濕度傳感器作為敏感器件，可記錄運(yùn)輸物品多方向的沖擊振動信息和環(huán)境信息，微機(jī)電三
3軸加速度計(jì)采用低電壓供電，功耗小、體積小，可承受較大沖擊，可靠性高；時(shí)鐘單元具有不間斷計(jì)時(shí)功能，能夠記錄沖擊事件發(fā)生的準(zhǔn)確時(shí)間；存儲器件采用可插拔的SD卡，帶有Fat 文件系統(tǒng)，在不拆卸裝置的情況下可將數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)。采用上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的監(jiān)測記錄儀、 重量輕、功耗低、存儲數(shù)據(jù)量大、可應(yīng)用廣泛的運(yùn)輸狀態(tài)監(jiān)測、運(yùn)輸過程中的沖擊振動測試記錄、正常使用的敏感器材的監(jiān)控、精密儀器的搬運(yùn)監(jiān)控、包裝測試等。


圖1為本發(fā)明記錄儀的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明記錄儀的電路連接關(guān)系圖；圖3為本發(fā)明的控制流程圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明原理和特征進(jìn)行描述。如圖1、2所示，本發(fā)明的記錄儀主要包括串行通信接口 1、存儲器2、時(shí)鐘單元3、 加速度計(jì)4和控制器5，串行通信接口 1、存儲器2、時(shí)鐘單元3、加速度計(jì)4和控制器5均安裝在一塊電路板上并安裝在一個(gè)封閉的箱體內(nèi)，控制器5、加速度計(jì)4、存儲器2、時(shí)鐘單元3 以及串行通信接口 1采用電池6供電或采用外部電源供電，控制器5包括CPU、非易失存儲器和A/D采集單元，外部計(jì)算機(jī)通過串行通信接口 1向控制器5中的非易失存儲器寫入加速度閾值及加速度計(jì)的標(biāo)度因數(shù)，A/D采集單元用于采集加速度計(jì)4的加速度值，CPU用于監(jiān)測比較加速度值與加速度閾值的大小，當(dāng)加速度值超過加速度閾值時(shí)CPU將時(shí)鐘單元3 產(chǎn)生的實(shí)時(shí)時(shí)間信息和A/D采集單元采集的加速度值寫入存儲器2中，當(dāng)加速度值小于加速度閾值時(shí)CPU處于休眠節(jié)電狀態(tài)；加速度計(jì)4采用三軸MEMS加速度計(jì)用于測量被運(yùn)送貨物的沖擊加速度；時(shí)鐘單元3用于提供時(shí)間信息；存儲器2用于存儲加速度計(jì)值及與加速度計(jì)值相對應(yīng)的時(shí)間信息。三軸加速度計(jì)4可單獨(dú)標(biāo)定，更換方便，小面積固緊準(zhǔn)確地傳遞加速度值，串行通信接口 1通過RS232串行接口將控制器5與計(jì)算機(jī)串口進(jìn)行通信；存儲器 2直接與控制器5的SPI接口連接，將沖擊數(shù)據(jù)、溫濕度值及沖擊發(fā)生的時(shí)間以FAT文件系統(tǒng)保存為文本格式文件；時(shí)鐘單元3與控制器5的IO 口連接，實(shí)現(xiàn)對時(shí)鐘單元3的初始化、 時(shí)鐘校驗(yàn)、時(shí)鐘讀??；電池組6可以放置2節(jié)5號3. 6V鎳氫電池，為整個(gè)記錄儀供電。本發(fā)明的記錄儀還包括溫濕度傳感器6，溫濕度傳感器用于實(shí)時(shí)監(jiān)測貨物環(huán)境溫度和濕度信息， 當(dāng)加速度值超過加速度閾值時(shí)CPU將時(shí)鐘單元3產(chǎn)生的實(shí)時(shí)時(shí)間信息、A/D采集單元采集的加速度值以及溫濕度傳感器6測量的環(huán)境溫度和濕度信息一并寫入存儲器2中。溫濕度傳感器7通過溫濕度傳感器內(nèi)部接口與控制器5的IIC接口進(jìn)行通信連接，采集溫濕度信號。本發(fā)明還包括報(bào)警器，當(dāng)加速度值超過加速度閾值時(shí)報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信息。記錄儀的所有單元都由控制器控制，電源由干電池提供或外部電源提供，計(jì)算機(jī)主要處理圖MicroSD 卡產(chǎn)生的數(shù)據(jù)文本文件，以柱狀圖、曲線圖及表格形式顯示記錄過程，通過串行通信模塊設(shè)置記錄儀參數(shù)。本發(fā)明外觀主要由上蓋、下箱體、SD卡端蓋、上蓋、LED指示燈、撥動開關(guān)組成。上蓋與下箱體通過6個(gè)螺紋孔連接，并有0形密封圈密封；SD卡端蓋與下箱體通過4個(gè)螺紋孔連接，并有0形密封圈密封；LED指示燈連接內(nèi)部主板，用來指示記錄儀工作狀態(tài)；撥動開關(guān)連接內(nèi)部主板，用來控制記錄儀關(guān)斷；使用過程中，利用M5螺釘將記錄儀固緊到被運(yùn)輸物品上。如圖3所示，記錄儀的工作流程主要通過控制器來進(jìn)行控制，首先開機(jī)后，判斷是否進(jìn)入設(shè)置參數(shù)模式，如果是則通過計(jì)算機(jī)信息處理軟件進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，將參數(shù)保存到控制器內(nèi)部的非易失存儲器中，如果不進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，則讀取非易失存儲器中的參數(shù)，按參數(shù)系統(tǒng)初始化，對各傳感器、時(shí)鐘單元、存儲器件等器件進(jìn)行初始化，使其按照參數(shù)進(jìn)入正常工作狀態(tài)，實(shí)時(shí)采集被測貨物的空間加速度信息，無沖擊事件發(fā)生，則進(jìn)入休眠模式，實(shí)現(xiàn)記錄儀的低功耗工作方式，定時(shí)喚醒，繼續(xù)采集空間加速度信息，當(dāng)采集數(shù)值高于設(shè)定的閾值時(shí)，迅速轉(zhuǎn)換到高頻工作方式，采集當(dāng)時(shí)的溫濕度、詳細(xì)加速度信息及日期時(shí)間，將數(shù)據(jù)以事件為單位保存到SD卡中。運(yùn)輸任務(wù)完成后，將數(shù)據(jù)文件“SiocLTXT”導(dǎo)入計(jì)算機(jī)中， 利用計(jì)算機(jī)信息處理軟件將保存信息處理。本發(fā)明未詳細(xì)描述內(nèi)容為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種基于微慣性器件的運(yùn)輸狀態(tài)監(jiān)測記錄儀，其特征在于包括控制器、加速度計(jì)、存儲器、時(shí)鐘單元、串行通信接口 ；控制器、加速度計(jì)、存儲器、時(shí)鐘單元和串行通信接口安裝在一個(gè)封閉的箱體內(nèi)，控制器、加速度計(jì)、存儲器、時(shí)鐘單元以及串行通信接口采用電池供電或采用外部電源供電，控制器包括CPU、非易失存儲器和A/D采集單元，外部計(jì)算機(jī)通過串行通信接口向控制器中的非易失存儲器寫入加速度閾值及加速度計(jì)的標(biāo)度因數(shù)，A/D采集單元用于采集加速度計(jì)的加速度值，CPU用于監(jiān)測比較加速度值與加速度閾值的大小，當(dāng)加速度值超過加速度閾值時(shí)CPU將時(shí)鐘單元產(chǎn)生的實(shí)時(shí)時(shí)間信息和A/D采集單元采集的加速度值寫入存儲器中，當(dāng)加速度值小于加速度閾值時(shí)CPU處于休眠節(jié)電狀態(tài)；加速度計(jì)采用三軸MEMS加速度計(jì)用于測量被運(yùn)送貨物的沖擊加速度；時(shí)鐘單元用于提供時(shí)間信息；存儲器用于存儲加速度計(jì)值及與加速度計(jì)值相對應(yīng)的時(shí)間信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微慣性器件的運(yùn)輸狀態(tài)監(jiān)測記錄儀，其特征在于 還包括溫濕度傳感器，所述的溫濕度傳感器用于實(shí)時(shí)監(jiān)測貨物環(huán)境溫度和濕度信息，當(dāng)加速度值超過加速度閾值時(shí)CPU將時(shí)鐘單元產(chǎn)生的實(shí)時(shí)時(shí)間信息、A/D采集單元采集的加速度值以及溫濕度傳感器測量的環(huán)境溫度和濕度信息一并寫入存儲器中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于微慣性器件的運(yùn)輸狀態(tài)監(jiān)測記錄儀，其特征在于還包括報(bào)警器，當(dāng)加速度值超過加速度閾值時(shí)報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種基于微慣性器件的運(yùn)輸狀態(tài)監(jiān)測記錄儀，其特征在于所述存儲器采用SD卡，采用FAT文件系統(tǒng)存儲數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種基于微慣性器件的運(yùn)輸狀態(tài)監(jiān)測記錄儀，其特征在于所述的箱體采用陽極氧化鋁為結(jié)構(gòu)材料，箱體連接部位采用0型密封圈進(jìn)行密封。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種基于微慣性器件的運(yùn)輸狀態(tài)監(jiān)測記錄儀，其特征在于所述串行通信接口采用RS-232、或RS-485、或RS-422串行通信接口。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于微慣性器件的運(yùn)輸狀態(tài)監(jiān)測記錄儀，包括控制器、加速度計(jì)、存儲器、時(shí)鐘單元、串行通信接口。微控制器采取間歇式工作方式，大幅度延長電池的使用時(shí)間；三軸加速度計(jì)和數(shù)字式溫濕度傳感器作為敏感器件，可記錄運(yùn)輸物品多方向的沖擊振動信息和環(huán)境信息，三軸加速度計(jì)采用低電壓供電，功耗小、體積小，可承受較大沖擊；時(shí)鐘單元具有不間斷計(jì)時(shí)功能，能夠記錄沖擊事件發(fā)生的準(zhǔn)確時(shí)間；存儲器件采用可插拔的SD卡，帶有Fat文件系統(tǒng)，在不拆卸裝置的情況下可將數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)。采用上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的監(jiān)測記錄儀、重量輕、功耗低、存儲數(shù)據(jù)量大、可應(yīng)用廣泛的運(yùn)輸狀態(tài)監(jiān)測。
文檔編號G01D9/32GK102155958SQ20101062388
公開日2011年8月17日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者單志林, 曹明, 楊國倉, 王保晶, 邢立華, 郭波濤, 陳永秀, 魏路 申請人:北京興華機(jī)械廠