1、基于Android智能手机的现场质量检验数据采集方法摘要：产品质量检验数据大量存在于生产加工现场，是质量管理和质量控制的基础。其中，只有少量实现了自动检测或数字化检测，而大量的现场质量检验数据的采集方法仍然是传统的人工纸笔记录，存在不及时、不准确、辅助信息缺失、需要二次录入计算机系统等诸多问题。本文提出了一种以Android智能手机为手持现场质量检验数据采集器、3G/WIFI网络为传输通路的现场质量检验数据采集方法，可以帮助质量检验人员非常方便的采集、处理现场质量检验数据。与传统的人工采集方法相比，本方法具有很好的移动性、便捷性，较好的解决了现场质量数据采集的难题，为实现质量信息化管理奠定了坚
2、实的基础。关键字：智能手机，android系统，质量检验，现场数据采集，软件结构The method of quality inspection field data collection based on Android systemWu Tangyue，Li Cheng (Quality Eng. Institute, Business School, Shanghai DIANJI Univ., Shanghai, 200245, China)Abstract: Product quality inspection does big in the production manufacto
3、ry especially in the local manufacture. It is the basement of the quality management, quality control and etc. While there are few factories make quality inspection become automatic and digital; most of them use the traditional, which based on paper-pen, data collection. The faults, untimely、incorre
4、ctly and lose of the subsidy information, come out by this condition. This paper gives a new method, which uses smartphone as the local data collection apparatus and 3G/WIFI as the communication signal, to collect the local data. This will help the local data collection and quality data deal becomin
5、g convenient. To compare with the traditional data collection, this method has good mobility and veracity. It can deal the local data collection properly. Additionally it lays the foundation for the quality management information system.Key words: smartphone; Android; quality inspection; field data
6、collection; software structure 1.引言现场质量检验是企业为了保证生产加工制造满足设计要求，判断产品质量是否合格的重要的质量控制手段。质量检验员不仅需要检测或采集现场质量数据，还需要将采集得到的质量数据与设计要求对比，以判断生产加工质量是否符合要求。由此可见，保证现场质量检验的准确性和快速性，对于保证产品质量，提供生产效率，具有至关重要的影响。图1 现场质量检验记录表然而，现场质量检验数据采集是一个相对复杂的过程。现场质量检验中，采用具有RS232/485等接口的自动化质量检验设备毕竟不多，大量的现场检验是人工利用传统量仪测量，检验结果大都利用纸笔纪录，其存储、传
7、递和处理是非数字化的，特别是在单件小批量的制造企业，纸笔纪录问题尤其突出。在这类企业中，需要质量检验员拿着如图1所示的现场质量检验记录单到生产现场，测量现场质量数据并填写记录表；如果企业建有计算机辅助质量系统的，则需要回到检验站点，在计算机系统中人工录入现场质量检验数据，才能得到数字化的质量数据、并且支持进行进一步的共享和处理。这个过程容易导致现场质量检验不及时，而且极易发生由于二次录入计算机系统不准确等问题，此外还不能对检验员的现场检验提供有效的辅助信息支持。另一方面，随着网络技术和微电子的发展，手机、平板电脑近年来迅猛发展，其功能日新月异，处理性能越来越高、通讯速度越来快、音视频/GPS等
8、功能越来越多，已远超几年前的PDA个人数据终端；android、ios、windows phone等三大移动操作系统为手机软件的开发提供了很好的平台；而3G/WIFI协议的建立则加快了信息的传递速度所有这些，都让手机从单一的通讯设备变为一个手持信息交换平台。然而在工业现场使用智能手机辅助生产控制、质量管理等方面的应用还是比较少的。作者就是开发了基于android智能手机的现场质量检数据采集系统，可以很大程度上的代替原先效率低下的纸笔记录，让现场质量检验数据采集具有较好的移动性、便捷性，解决现场质量数据采集的难题。2.现场质量检验数据采集系统的设计与实现基于智能手机的现场质量检验数据采集系统将采
9、用android智能手机为前端数据采集设备，首先识别检验对象，或采集相关质量检验数据，通过3G或者WIFI上传到客户服务器；同时服务器亦可过分析处理，将相关的信息通过网络传递给智能手机。从而实现现场质量检验的实时双向交互。基于智能手机的现场质量检验数据采集系统的组成包括软件系统、手持智能终端设备等，其中软件包括手持端软件和服务器端软件两部分。本系统的开发工作量主要集中在软件系统的开发方面。2.1软件结构常用的软件结构有C/S和B/S两种：1) C/S(Client/Server)模式是客户机/服务器模式是20世纪80年代随着网络数据库和桌面图形交互窗口及开发技术的发展而逐渐成长起来的一种模式。
10、在C/S结构中，客户端应用程序与数据库服务器相连接，服务器处理数据，应用程序负责交互用户，并向后台服务器发请求；客户端和数据库是配套的，保证点对点，框架化的数据传输。其主要缺点在于系统的安装、维护不便；不适合用于移动计算的场合。2) B/S(Browser/Server)模式是浏览器/服务器模式。B/S模式是以浏览器客户机与数据库相连接，客户通过Internet或者Intranet网络接入客户网络，B/S模式主要以后台数据库处理信息，形成三层(3-tier)结构，这样可以大大节约客户端的资源需求。其主要优点在于系统的安装、维护方便；特别适合用于移动计算的场合。本文基于B/S模式开发，基于以下原
11、因：1) 智能手机作为手持设备，最大的特点是其可移动性，为此C/S模式是不适合的。2) 其安装和维护方便，便于在数量众多的现场质量检验工作中应用。 3) 可以比较容易的和企业现有各种信息系统兼容，作为其最低层的信息采集终端。2.2系统功能基于智能手机的现场质量检验数据采集系统的主要功能分为3个部分：1) 现场数据的采集和上传：包括检验对象的快速识别，检验数据的快速采集，以及实时上传服务器等功能。是手持端软件的主要内容。2) 现场数据的存储和处理：服务器对采集到的数据加以存储、处理。3) 现场辅助信息支持：由服务器端向现场提供所需要的辅助信息支持，如设计要求、设计图纸、检验要求、检验规程等。系统
12、功能如图2所示。图2 系统功能2.3软件设计基于智能手机的现场质量检验数据采集系统软件主要在Android平台下开发设计而出的。系统软件功能框图如图3所示。图3 软件功能框图在功能框架设计图中，软件部分主要分为网络连接，存储处理，辅助信息，以及与用户交互的操作界面，用户登陆界面，回馈界面。其中手机端的软件流程图如图4所示。图4 手机端软件流程图2.4系统实现作者现已完成基于android智能手机的现场质量检验数据采集原型系统的开发，限于篇幅，此处仅对手机端的软件功能进行介绍。1) 安装及登录：图5-a是在手机端安装成功的界面，点击桌面图标，即可启动手机端软件，打开登录页面(2)；图5-b是登录
13、界面，输入和(3)，点击按键(4)以进入系统。如果没有输入用户名或密码，系统会弹出提示。 a)安装界面 b) 登录界面图5 原型系统安装及登录界面2) 系统主界面及查询界面：登录后进入如图6-a的系统主界面。用户可选择数据采集(2)，查询(3)或其他功能，系统会显示当前登录的用户名(4)。选择(5)退出系统。 a)系统主界面 b)查询界面图6 原型系统主界面及查询界面3) 查询界面：点击主页的，进入如图6-b所示的查询界面，用户可通过两种方式识别产品：(1) 输入产品编号(如001)(1)，点击查询按钮(2)。(2) 点击扫描按钮(3)，打开条码扫描页面，扫描产品条码，自动查询出产品信息(4)
14、。4) 产品信息明细初始界面：识别产品后，进入如图7所示的产品信息明细初始页面，可以查看产品001的所有详细的初始信息。点击(1)进入产品信息回馈页面，点击(2)进行现场照片回馈，点击(3)返回上一页。 图7 原型系统产品信息明细显示界面5) 产品数据回馈界面和实际产品信息明细界面：点击进入图8-a所示的产品数据回馈页面，根据现场采集的数据，将初始的产品信息：价格， 宽度，高度，修改为实际产品信息：价格， 宽度，高度，并点击提交。系统返回如图8-b所示的产品信息页面，产品信息更新为回馈修改后的实际值(1)。 a) 产品数据回馈界面 b) 实际产品信息明细界面图8 原型系统产品数据回馈界面及实际
15、产品信息明细界面6) 产品照片采集及回馈界面：点击图9-a产品详细信息页面中相机按钮(1)，进入拍照回馈页面图9-b，拍摄产品照片并提交，系统返回产品详细信息页面，在图9-a下面出现新拍照的文件名和时间(2)。点击该文件，可对照片进行预览。 a) 产品照片采集界面 b) 产品照片回馈界面图9 原型系统产品照片采集及回馈界面3.现场质量检验数据采集应用本系统不仅可以基于智能手机用于现场质量检验数据的采集，还可以广泛用于其他诸多工业现场，比如：1) 生产现场的生产加工现场的动态看板：特别是与企业的ERP系统、RFID/条码等识别技术相结合之后，可以非常方便的为现场生产人员提供生产计划调度、加工工艺
16、要求等多方面的信息； 2) 设备巡检：在电力、石化等很多行业都需要对设备作定期的巡检。本系统结合RFID/条码技术，特别是针对野外设备结合GPS的定位功能可以快速、准确、高效的完成设备定位识别、信息采集与交互等设备巡检工作。3) 仪器抄表：针对水、电、气等公用事业，本系统结合RFID条码等技术，可以快速的识别抄表对象、采集并传输抄表数据；还可以与抄表历史信息对比，判断仪表运行是否正常。4) 仓储物流：与GPS和RFID技术结合，可以实时掌握商品信息、物流路径、所处位置等信息，促进加快物流管理的时效性和准确性。5) 运行维护：很多产品在其运行服役中对安全性要求较高，如电梯、列车、动力设备等，需要
17、进行定期的检查、保养和维护。传统的运行维护难以实现维护现场的信息化管理，而本系统可以实现通过信息的智能交互，通知该设备维护的时间，维护的部件，维护的要求等，形成智能的运行维护。4.总结基于Android智能手机的现场质量检验数据采集系统，通过利用智能手机、平板电脑等已极为普及的个人通讯工具作为手持的现场数据交换平台，实现了现场质量检验数据采集工作的数字化。与传统现场质量检验数据采集方法相比，它具有安装/维护方便、操作简单、成本低等优点。不仅可以实现现场质量检验数据采集的实时性与交互性，保证质量检验的及时性和准确性；同时由于系统采用移动或无线通讯网络（3G/WIFI），免去了系统网络施工要求，减少系统成本。相信本系统将会很快的应用于各种工业现场。参考文献：1. 冯志慧,张慧,薛鹏涛,陈红，智能手机的干线公路养护数据采集系统的设计与实现，河南农业大学学报，2008年8月，4（45），4554582. 蒙立坤，基于智能手机的公交数据采集系统研究与设计，探索 技术，2012，5，58593. 陈永泽，基于嵌入式Linux的智能手机操作系统研究D，西安电子科技大学， 20064. 吴炎飞.，基于J2ME的手机即时通信系统的设计与实现D，大连理工大学， 20075. 张志华，基于智能手机的信息手册的设计与实现D，北京邮电大学，2008
