物聯(lián)網(wǎng)在產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)上的應(yīng)用研究

1、計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用工程技術(shù)ComputerCDSoftwareApplications2011年第19期—46—物聯(lián)網(wǎng)在產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)上的應(yīng)用研究蔣小冬（蘇州大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇蘇州215006）摘摘摘摘要：要：要：要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和通信技術(shù)的迅速發(fā)展，人工操作在產(chǎn)品測(cè)試中特別是新型微電子產(chǎn)品批量測(cè)試領(lǐng)域內(nèi)已經(jīng)不能滿足實(shí)際的需要，為解決在某種特定條件下能夠快速、準(zhǔn)確、有效地實(shí)施產(chǎn)品質(zhì)量測(cè)試問題，本文提出將利用射頻

2、識(shí)別技術(shù)（RFID，RadioFrequencyIdentification）、攝像頭、傳感器等感知、捕獲測(cè)試產(chǎn)品信息，并結(jié)合計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量信息進(jìn)行定位檢測(cè)處理，然后通過傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交互和共享，再對(duì)產(chǎn)品測(cè)試數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行智能信息處理，最終構(gòu)建了智能產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)模型，從而極大地提高產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)效率。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：RFID；物聯(lián)網(wǎng)；產(chǎn)品測(cè)試；智能信息處理中圖分類號(hào)：中圖分類號(hào)：中圖分類號(hào)：中

3、圖分類號(hào)：TP319文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：文章編號(hào)：文章編號(hào)：文章編號(hào)：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(wǎng)概念后，作為基礎(chǔ)設(shè)施之一的物聯(lián)網(wǎng)迅速引起了國內(nèi)研究人員及各方專家、學(xué)者的廣泛關(guān)注，目前物聯(lián)網(wǎng)尚未擁有一個(gè)技術(shù)上公認(rèn)的定義。一種強(qiáng)調(diào)終端和處理的定義是“通過射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，將任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、追蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)叫做物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”[1

5、]。如何有效的把物聯(lián)網(wǎng)融入產(chǎn)品質(zhì)量測(cè)試之中，以及利用物聯(lián)網(wǎng)搭建一個(gè)高效的測(cè)試管理平臺(tái)，在現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展過程中將具有重要的意義。1999年，MIT自動(dòng)標(biāo)示中心提出了物聯(lián)網(wǎng)的早期定義：把所有物品通過射頻識(shí)別標(biāo)簽（RFID）等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理[2]。2005年，國家煙草專賣局的卷煙生產(chǎn)經(jīng)營決策管理系統(tǒng)實(shí)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(dòng)化物流系統(tǒng)中嘗試應(yīng)用RFID技術(shù)。2009年

6、9月14日《國家中長期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃（20062020年）》和“新一代寬帶移動(dòng)無線通信網(wǎng)”重大專項(xiàng)中均將傳感網(wǎng)列入重點(diǎn)研究領(lǐng)域。近年來，隨著制造工業(yè)產(chǎn)品數(shù)量迅速擴(kuò)大，產(chǎn)品種類繁多，針對(duì)特定型號(hào)的產(chǎn)品質(zhì)量測(cè)試將面對(duì)越來越巨大的測(cè)試壓力，在產(chǎn)品測(cè)試工作中面對(duì)新形式下的質(zhì)量測(cè)試工作任務(wù)，有很多測(cè)試存在測(cè)試方法錯(cuò)誤、測(cè)試技術(shù)落后以及測(cè)試結(jié)果失效等問題，同時(shí)還存在由于人工操作帶來的種種二次質(zhì)量事故，因此在產(chǎn)品質(zhì)量測(cè)試中排查篩選大批量產(chǎn)品變的更

7、加困難。為避免人工測(cè)試造成的工作量巨大、測(cè)試?yán)щy、測(cè)試點(diǎn)遺漏等現(xiàn)象，本文將通過構(gòu)建智能產(chǎn)品質(zhì)量測(cè)試系統(tǒng)模型，以RFID識(shí)別為基礎(chǔ)選擇測(cè)試方法組建測(cè)試數(shù)據(jù)庫，通過對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行編碼識(shí)別、產(chǎn)品定位、方法選擇、質(zhì)量檢測(cè)等處理識(shí)別被測(cè)產(chǎn)品質(zhì)量信息。一、智能產(chǎn)品質(zhì)量測(cè)試系統(tǒng)模型（一）RFID概述射頻識(shí)別技術(shù)它利用射頻方式進(jìn)行非接觸式雙向通信交換數(shù)據(jù)，以達(dá)到識(shí)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(shí)別技術(shù)的理論基礎(chǔ)。

8、射頻識(shí)別系統(tǒng)至少應(yīng)包括以下兩個(gè)部分，一是讀寫器，二是應(yīng)答器（或稱射頻卡、電子標(biāo)簽等）。電子標(biāo)簽應(yīng)放置在要識(shí)別的物體上；閱讀器可以是讀或?qū)懽x裝置，取決與所使用的結(jié)構(gòu)和技術(shù)。另外系統(tǒng)還應(yīng)包括天線，主機(jī)等[4]。把所有物品通過無線射頻識(shí)別（RFID）等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理即成為物聯(lián)網(wǎng)（Interofthings）。（二）模型概述將RFID技術(shù)結(jié)合計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)、信息處理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及數(shù)據(jù)庫技術(shù)融合，針對(duì)產(chǎn)

9、品質(zhì)量檢驗(yàn)測(cè)試形成一個(gè)全新的智能信息系統(tǒng)即構(gòu)建的智能產(chǎn)品質(zhì)量測(cè)試系統(tǒng)模型。智能產(chǎn)品質(zhì)量測(cè)試系統(tǒng)如圖1所示。該模型具體包括基于物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)品在線質(zhì)量檢驗(yàn)管理平臺(tái)、RFID產(chǎn)品管理信息數(shù)據(jù)庫、RFID閱讀器、攝像機(jī)部件、傳感器部件、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)部件、數(shù)據(jù)采集卡部件計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用2011年第19期ComputerCDSoftwareApplications工程技術(shù)—47—以及網(wǎng)絡(luò)配置部件等。在智能產(chǎn)品質(zhì)量測(cè)試系統(tǒng)模型中我們將通過對(duì)生產(chǎn)線

10、流水作業(yè)的產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量測(cè)試，測(cè)試過程中利用射頻識(shí)別技術(shù)（RFID，RadioFrequencyIdentification）識(shí)別出需要檢驗(yàn)的工藝工序信息，以及提示是那件產(chǎn)品，該產(chǎn)品該道工序是否正確，有無其他質(zhì)量問題等基礎(chǔ)信息，通過RFID閱讀器讀取產(chǎn)品基礎(chǔ)信息后，再使用攝像頭對(duì)被檢測(cè)部件進(jìn)行拍照、照片經(jīng)傳感器等感知、捕獲測(cè)試產(chǎn)品信息后傳送給計(jì)算機(jī)并結(jié)合計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量信息進(jìn)行定位檢測(cè)處理，根據(jù)識(shí)別出來的該道工序所需檢測(cè)方

11、法自動(dòng)選擇程序進(jìn)行照片處理，其中包括照片區(qū)域內(nèi)檢測(cè)部分區(qū)域定位、區(qū)域分割、最終識(shí)別出質(zhì)量情況，這些信息在采集完成后都將通過傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交互和共享，再對(duì)產(chǎn)品測(cè)試數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行智能信息處理，最終完成構(gòu)智能產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)，從而極大地提高了在線生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)效率，使其檢測(cè)速度更快、檢驗(yàn)質(zhì)量可靠。生產(chǎn)流水線讀取被測(cè)產(chǎn)品RFID射頻標(biāo)識(shí)質(zhì)檢傳感器A質(zhì)檢傳感器B質(zhì)檢傳感器C質(zhì)檢傳感器M…產(chǎn)品拍照質(zhì)量合格產(chǎn)品圖像定位檢驗(yàn)區(qū)域分割檢驗(yàn)點(diǎn)識(shí)別

12、傳送質(zhì)檢點(diǎn)B產(chǎn)品拍照產(chǎn)品圖像定位檢驗(yàn)區(qū)域分割檢驗(yàn)點(diǎn)識(shí)別傳送質(zhì)檢點(diǎn)C產(chǎn)品拍照產(chǎn)品圖像定位檢驗(yàn)區(qū)域分割檢驗(yàn)點(diǎn)識(shí)別傳送質(zhì)檢點(diǎn)D產(chǎn)品拍照產(chǎn)品圖像定位檢驗(yàn)區(qū)域分割檢驗(yàn)點(diǎn)識(shí)別檢驗(yàn)完成轉(zhuǎn)送修理區(qū)質(zhì)量合格質(zhì)量合格質(zhì)量合格修復(fù)合格無法修復(fù)測(cè)試未通過（報(bào)廢）YNYYYYNNNNNYRFID產(chǎn)品質(zhì)量信息數(shù)據(jù)庫…………基于物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)品在線質(zhì)量檢驗(yàn)管理平臺(tái)圖1智能產(chǎn)品質(zhì)量測(cè)試系統(tǒng)模型二、智能信息采集智能產(chǎn)品質(zhì)量測(cè)試系統(tǒng)使用RFID閱讀器通過讀取產(chǎn)品上的RFID芯

13、片信息，來識(shí)別被測(cè)產(chǎn)品基本信息，完成初始信息采集工作，同時(shí)當(dāng)RFID讀取該產(chǎn)品信息后，流水線做短暫停留，此時(shí)攝像機(jī)開始工作，對(duì)該產(chǎn)品拍照，在產(chǎn)品定位、編碼識(shí)別、方法選擇、質(zhì)量檢測(cè)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(xiàng)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(jié)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(gè)質(zhì)量點(diǎn)質(zhì)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(chǎn)品信息，提出使用計(jì)算機(jī)圖形

14、圖像技術(shù)對(duì)該產(chǎn)品質(zhì)量信息進(jìn)行分析處理得出該件產(chǎn)品質(zhì)量信息。經(jīng)過智能信息處理的產(chǎn)品在根據(jù)基于物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)品在線質(zhì)量檢驗(yàn)管理平臺(tái)進(jìn)行更詳細(xì)的信息處理，經(jīng)過分析判斷進(jìn)行相應(yīng)工藝工序繼續(xù)加工。智能信息處理算法如下：（1）RFID識(shí)別：由RFID閱讀器讀取產(chǎn)品基本信息。（2）產(chǎn)品定位：通過RFID識(shí)別的產(chǎn)品信息將該產(chǎn)品定位在流水線上。（3）拍照攝像：對(duì)該產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)部件拍照采集信息。（4）邊緣提取：通過微分運(yùn)算，二值化處理，得到圖像的邊緣。（5）檢

15、測(cè)定位：計(jì)算邊緣圖像的投影面積，尋找峰谷點(diǎn)，大致確定檢測(cè)位置，再計(jì)算此連通域內(nèi)的寬高比，剔除不在域值范圍內(nèi)的連通域。最后得到的便為檢測(cè)區(qū)域。（6）圖像分割：利用投影檢測(cè)的檢測(cè)點(diǎn)定位分割方法得到單個(gè)的檢測(cè)點(diǎn)例如焊點(diǎn)等信息。（7）質(zhì)量識(shí)別：利用模板匹配的方法與數(shù)據(jù)庫中的檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行匹配從而確認(rèn)出檢測(cè)點(diǎn)，得到最后的檢測(cè)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(chǎn)品定位及RFID射頻編碼識(shí)別傳感器A傳感器B傳感器C

16、傳感器M…計(jì)算機(jī)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(wǎng)為基礎(chǔ)存入數(shù)據(jù)庫中圖2智能信息采集處理流程四、結(jié)束語本文重點(diǎn)在于對(duì)智能產(chǎn)品測(cè)試系統(tǒng)模型進(jìn)行理論研究。通過模型分析，可以在產(chǎn)品測(cè)試網(wǎng)中自由選取攝像頭、傳感器若干測(cè)試項(xiàng)目和測(cè)試方法自組網(wǎng)絡(luò)測(cè)試數(shù)據(jù)庫，并對(duì)測(cè)試產(chǎn)品處理后提取產(chǎn)品質(zhì)量信息，再經(jīng)過信息智能分析后可以清晰描繪該件產(chǎn)品質(zhì)量信息。從而為產(chǎn)品質(zhì)量測(cè)試提供高效查詢手段。本文的創(chuàng)新點(diǎn)在于在將RFID與產(chǎn)品質(zhì)量測(cè)試信息

17、系統(tǒng)結(jié)合，利用物聯(lián)網(wǎng)概念組建現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)基于計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)結(jié)合使用計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)逐個(gè)處理產(chǎn)品測(cè)試信息形成一個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)庫，使得形成一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)品在線質(zhì)量檢驗(yàn)管理平臺(tái)并構(gòu)建了智能產(chǎn)品測(cè)試系統(tǒng)模型；該系統(tǒng)尚處于實(shí)驗(yàn)研究階段是一個(gè)原創(chuàng)性的工作，許多地方還有待進(jìn)一步研究和完善，但對(duì)類似的生產(chǎn)線產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)自動(dòng)分析系統(tǒng)有較高的借鑒價(jià)值。參考文獻(xiàn)：[1]賈雪琴包建軍李建功.物聯(lián)網(wǎng)在智能心電監(jiān)護(hù)上的應(yīng)用[J].研究與開發(fā)20104: