物聯(lián)網在產品質量檢驗上的應用研究

1、計算機光盤軟件與應用工程技術ComputerCDSoftwareApplications2011年第19期—46—物聯(lián)網在產品質量檢驗上的應用研究蔣小冬（蘇州大學計算機科學與技術學院，江蘇蘇州215006）摘摘摘摘要：要：要：要：隨著計算機技術、微電子技術和通信技術的迅速發(fā)展，人工操作在產品測試中特別是新型微電子產品批量測試領域內已經不能滿足實際的需要，為解決在某種特定條件下能夠快速、準確、有效地實施產品質量測試問題，本文提出將利用射頻

2、識別技術（RFID，RadioFrequencyIdentification）、攝像頭、傳感器等感知、捕獲測試產品信息，并結合計算機圖形圖像處理技術對產品質量信息進行定位檢測處理，然后通過傳感器節(jié)點網絡進行信息交互和共享，再對產品測試數(shù)據(jù)和信息進行智能信息處理，最終構建了智能產品質量檢測系統(tǒng)模型，從而極大地提高產品質量檢測效率。關鍵詞：關鍵詞：關鍵詞：關鍵詞：RFID；物聯(lián)網；產品測試；智能信息處理中圖分類號：中圖分類號：中圖分類號：中

3、圖分類號：TP319文獻標識碼：文獻標識碼：文獻標識碼：文獻標識碼：A文章編號：文章編號：文章編號：文章編號：10079599（2011）19004602ApplicationResearchoftheInterofThingsinProductQualityInspectionJiangXiaodong(SchoolofComputerScienceInterofthingsProducttestingIntelligentinfma

4、tionprocessing1995年比爾蓋茨在《未來之路》書中首次提及物聯(lián)網概念后，作為基礎設施之一的物聯(lián)網迅速引起了國內研究人員及各方專家、學者的廣泛關注，目前物聯(lián)網尚未擁有一個技術上公認的定義。一種強調終端和處理的定義是“通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，將任何物品與互聯(lián)網相連接，進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、追蹤、監(jiān)控和管理的一種網絡技術叫做物聯(lián)網技術”[1

5、]。如何有效的把物聯(lián)網融入產品質量測試之中，以及利用物聯(lián)網搭建一個高效的測試管理平臺，在現(xiàn)代信息技術發(fā)展過程中將具有重要的意義。1999年，MIT自動標示中心提出了物聯(lián)網的早期定義：把所有物品通過射頻識別標簽（RFID）等信息傳感設備與互聯(lián)網連接起來，實現(xiàn)智能化識別和管理[2]。2005年，國家煙草專賣局的卷煙生產經營決策管理系統(tǒng)實現(xiàn)用RFID出庫掃描，商業(yè)企業(yè)到貨掃描。許多制造業(yè)也開始在自動化物流系統(tǒng)中嘗試應用RFID技術。2009年

6、9月14日《國家中長期科學與技術發(fā)展規(guī)劃（20062020年）》和“新一代寬帶移動無線通信網”重大專項中均將傳感網列入重點研究領域。近年來，隨著制造工業(yè)產品數(shù)量迅速擴大，產品種類繁多，針對特定型號的產品質量測試將面對越來越巨大的測試壓力，在產品測試工作中面對新形式下的質量測試工作任務，有很多測試存在測試方法錯誤、測試技術落后以及測試結果失效等問題，同時還存在由于人工操作帶來的種種二次質量事故，因此在產品質量測試中排查篩選大批量產品變的更

7、加困難。為避免人工測試造成的工作量巨大、測試困難、測試點遺漏等現(xiàn)象，本文將通過構建智能產品質量測試系統(tǒng)模型，以RFID識別為基礎選擇測試方法組建測試數(shù)據(jù)庫，通過對產品進行編碼識別、產品定位、方法選擇、質量檢測等處理識別被測產品質量信息。一、智能產品質量測試系統(tǒng)模型（一）RFID概述射頻識別技術它利用射頻方式進行非接觸式雙向通信交換數(shù)據(jù)，以達到識別目的[3]。1948年哈里斯托克曼發(fā)表的“利用反射功率的通信“奠定了射頻識別技術的理論基礎。

8、射頻識別系統(tǒng)至少應包括以下兩個部分，一是讀寫器，二是應答器（或稱射頻卡、電子標簽等）。電子標簽應放置在要識別的物體上；閱讀器可以是讀或寫讀裝置，取決與所使用的結構和技術。另外系統(tǒng)還應包括天線，主機等[4]。把所有物品通過無線射頻識別（RFID）等信息傳感設備與互聯(lián)網連接起來，實現(xiàn)智能化識別和管理即成為物聯(lián)網（Interofthings）。（二）模型概述將RFID技術結合計算機圖形圖像技術、信息處理技術和網絡技術以及數(shù)據(jù)庫技術融合，針對產

9、品質量檢驗測試形成一個全新的智能信息系統(tǒng)即構建的智能產品質量測試系統(tǒng)模型。智能產品質量測試系統(tǒng)如圖1所示。該模型具體包括基于物聯(lián)網的產品在線質量檢驗管理平臺、RFID產品管理信息數(shù)據(jù)庫、RFID閱讀器、攝像機部件、傳感器部件、工業(yè)控制計算機部件、數(shù)據(jù)采集卡部件計算機光盤軟件與應用2011年第19期ComputerCDSoftwareApplications工程技術—47—以及網絡配置部件等。在智能產品質量測試系統(tǒng)模型中我們將通過對生產線

10、流水作業(yè)的產品進行質量測試，測試過程中利用射頻識別技術（RFID，RadioFrequencyIdentification）識別出需要檢驗的工藝工序信息，以及提示是那件產品，該產品該道工序是否正確，有無其他質量問題等基礎信息，通過RFID閱讀器讀取產品基礎信息后，再使用攝像頭對被檢測部件進行拍照、照片經傳感器等感知、捕獲測試產品信息后傳送給計算機并結合計算機圖形圖像處理技術對產品質量信息進行定位檢測處理，根據(jù)識別出來的該道工序所需檢測方

11、法自動選擇程序進行照片處理，其中包括照片區(qū)域內檢測部分區(qū)域定位、區(qū)域分割、最終識別出質量情況，這些信息在采集完成后都將通過傳感器節(jié)點網絡進行信息交互和共享，再對產品測試數(shù)據(jù)和信息進行智能信息處理，最終完成構智能產品質量檢測，從而極大地提高了在線生產產品質量自動檢測效率，使其檢測速度更快、檢驗質量可靠。生產流水線讀取被測產品RFID射頻標識質檢傳感器A質檢傳感器B質檢傳感器C質檢傳感器M…產品拍照質量合格產品圖像定位檢驗區(qū)域分割檢驗點識別

12、傳送質檢點B產品拍照產品圖像定位檢驗區(qū)域分割檢驗點識別傳送質檢點C產品拍照產品圖像定位檢驗區(qū)域分割檢驗點識別傳送質檢點D產品拍照產品圖像定位檢驗區(qū)域分割檢驗點識別檢驗完成轉送修理區(qū)質量合格質量合格質量合格修復合格無法修復測試未通過（報廢）YNYYYYNNNNNYRFID產品質量信息數(shù)據(jù)庫…………基于物聯(lián)網的產品在線質量檢驗管理平臺圖1智能產品質量測試系統(tǒng)模型二、智能信息采集智能產品質量測試系統(tǒng)使用RFID閱讀器通過讀取產品上的RFID芯

13、片信息，來識別被測產品基本信息，完成初始信息采集工作，同時當RFID讀取該產品信息后，流水線做短暫停留，此時攝像機開始工作，對該產品拍照，在產品定位、編碼識別、方法選擇、質量檢測等系列工作完成后，所有圖像信息都將數(shù)據(jù)采集卡采集完成，各項信息數(shù)據(jù)全部寫入智能信息處理數(shù)據(jù)庫中，智能信息采集結束。其智能信息采集處理流程如圖2所示。三、智能信息處理在完成各個質量點質量信息采集后，根據(jù)新形成的智能信息處理數(shù)據(jù)庫所提供的產品信息，提出使用計算機圖形

14、圖像技術對該產品質量信息進行分析處理得出該件產品質量信息。經過智能信息處理的產品在根據(jù)基于物聯(lián)網的產品在線質量檢驗管理平臺進行更詳細的信息處理，經過分析判斷進行相應工藝工序繼續(xù)加工。智能信息處理算法如下：（1）RFID識別：由RFID閱讀器讀取產品基本信息。（2）產品定位：通過RFID識別的產品信息將該產品定位在流水線上。（3）拍照攝像：對該產品質量檢測部件拍照采集信息。（4）邊緣提?。和ㄟ^微分運算，二值化處理，得到圖像的邊緣。（5）檢

15、測定位：計算邊緣圖像的投影面積，尋找峰谷點，大致確定檢測位置，再計算此連通域內的寬高比，剔除不在域值范圍內的連通域。最后得到的便為檢測區(qū)域。（6）圖像分割：利用投影檢測的檢測點定位分割方法得到單個的檢測點例如焊點等信息。（7）質量識別：利用模板匹配的方法與數(shù)據(jù)庫中的檢測點進行匹配從而確認出檢測點，得到最后的檢測圖像信息。（8）寫入數(shù)據(jù)庫：完成信息采集將采集數(shù)據(jù)寫入智能信息處理數(shù)據(jù)庫。產品定位及RFID射頻編碼識別傳感器A傳感器B傳感器C

16、傳感器M…計算機圖形圖像處理智能信息處理數(shù)據(jù)庫將所有采集數(shù)據(jù)信息以無線傳感網為基礎存入數(shù)據(jù)庫中圖2智能信息采集處理流程四、結束語本文重點在于對智能產品測試系統(tǒng)模型進行理論研究。通過模型分析，可以在產品測試網中自由選取攝像頭、傳感器若干測試項目和測試方法自組網絡測試數(shù)據(jù)庫，并對測試產品處理后提取產品質量信息，再經過信息智能分析后可以清晰描繪該件產品質量信息。從而為產品質量測試提供高效查詢手段。本文的創(chuàng)新點在于在將RFID與產品質量測試信息

17、系統(tǒng)結合，利用物聯(lián)網概念組建現(xiàn)代信息網絡，同時基于計算機圖形圖像技術結合使用計算機信息處理技術逐個處理產品測試信息形成一個測試數(shù)據(jù)庫，使得形成一個基于物聯(lián)網的產品在線質量檢驗管理平臺并構建了智能產品測試系統(tǒng)模型；該系統(tǒng)尚處于實驗研究階段是一個原創(chuàng)性的工作，許多地方還有待進一步研究和完善，但對類似的生產線產品質量檢測自動分析系統(tǒng)有較高的借鑒價值。參考文獻：[1]賈雪琴包建軍李建功.物聯(lián)網在智能心電監(jiān)護上的應用[J].研究與開發(fā)20104: