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基于RS 232接口标准的SMT数据采集技术
时间：2010-03-24 12:44:13
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[导读]本文提出了一种基于RS 232接口标准的SMT数据采集技术。本文首先介绍了RS 232接口的基本内容，其次给出了SMT中基于RS 232接口标准的数据采集流程，最后采用VC++为开发平台对该采集技术进行实验验证。
0 引 言
随着我国信息化建设的飞速发展，表面贴装技术日益普及，其生产线已经从当初的十几条发展到了现在的数千条，我国也由此一跃成为了世界SMT第一应用大国。目前国防科研生产领域所拥有的表面贴装生产线已达几百条，但是在表面贴装技术领域中MES技术的应用却还很少，极大地制约了信息技术的发展和表面贴装技术水平的提高。虽然目前国外存在一些MES，如日本松下公司、JUKI公司、德国西门子公司等开发研制的，适用于自己贴片机等SMT设备的MES,，但这些系统存在着仅适用于自己厂家的表面贴装设备等缺点。
由于MES的关键是数据采集技术的实现，因此，针对以上情况，本文提出了一种基于RS 232接口标准的SMT数据采集技术。本文首先介绍了RS 232接口的基本内容，其次给出了SMT中基于RS 232接口标准的数据采集流程，最后采用VC++为开发平台对该采集技术进行实验验证。
1 RS 232接口标准
目前RS 232是PC与通信工业中应用最广泛的一种串行接口，RS代表推荐标准，232是标识号。RS 232采取不平衡传输方式，即单端通信。一个完整的RS 232接口有22根线，采用标准的25芯插头座。除此之外，目前广泛应用的还有一种9芯的RS 232接口。它们的外观都是一个D形，对接的两个接口又分为针式和孔式两种。
RS 232标准中定义了逻辑1和逻辑0电压级数，以及标准的传输速率和连接器类型。信号大小在正的和负的3～15 V之间。RS 232规定接近0的电平是无效的，逻辑1规定为负电平，有效负电平的信号状态称为传号(Marking)，它的功能意义为OFF；逻辑0规定为正电平，有效正电平的信号状态称为空号(Spacing)，它的功能意义为ON。
在RS 232标准中规定的设备可以分为数据终端设备(DTE)和数据通信设备(DCE)两类，这种分类定义了不同的线路用来发送和接收信号。一般来说，计算机和终端设备有DTE连接器，调制解调器和打印机有DCE连接器。
本文采用被广泛使用的9芯RS 232接口进行数据采集。
表l所示为在PC机、调制解调器和路由器等网络设备中使用的9芯RS 232接口的信号和管脚分配。
2 数据采集的实现
为了实现对装配印制板的实时监控，掌握每块印制板的装配质量，需要对设备的实时数据进行采集，为SMT车间中能够实现MES解决方案提供了指导思想。
2.1 实现原理
本文提出的数据采集技术，根据9芯RS 232接口标准来实现SMT车间中计算机与设备的通信。通过从SMT车间现场自动化设备中采集实时生产信息，并传输到监控终端，分解成用户所需要的界面形式显示。同时，根据用户需求，对采集到的数据进行存储、输出等二次处理，并按照报警条件输出报警信息。
针对SMT车间需要采集数据的特点和RS 232口的通讯原理，本文实现数据采集时用到的主要函数如下：
2.2 主要流程
数据采集的主要流程如图1所示。
如图1所示，主机与设备通信之前，主机先检查是否连接成功，若已连接，则主机调用InitPort函数进行端口初始化，包括对传输速度，传输的数据位数等参数的初始化。接着主机(SetTimer函数)定时向设备发送命令，并根据不同情况向主机发送(使用WriteToPort函数)相应的命令，要求接收数据。设备响应命令发送其参数，若响应超时，则主机再要求重发。当主机接收到设备参数时，调用OnCommunication对数据处理，并判定是否结束。同时将已接收到的数据存人数据库中，并在屏幕显示数据。
3 实验验证
本文采用VC++为开发平台，使用面向对象语言C++和SQL SERVER 2000数据库，以西门子80F4、HS50贴片机为例，对数据采集技术进行模拟、验证。用多台计算机模拟主机和设备，将从生产线上采集到的数据存人数据库中。如图2，图3所示。
4 结 语
虽然目前大多数设备都具备采集参数的能力，但可靠性低，扩展性弱，且仍然需要人工逐个查看各设备参数或磁盘备份等。本文应用RS 232接口标准的特点，研究了基于RS 232接口标准的数据采集技术，并详细地列出了该技术的数据采集流程。实验证明，该技术通过RS 232口实现了主机与设备之间通讯，且该方法方便、快捷、简单，很大程度上克服了传统人工采集数据的实时性差、工作效率低、准确率不能保障等缺点，且本文的数据采集流程还适用于其他设备，扩充性良好。
随着我国信息化建设的飞速发展，表面贴装技术日益普及，其生产线已经从当初的十几条发展到了现在的数千条，我国也由此一跃成为了世界SMT第一应用大国。目前国防科研生产领域所拥有的表面贴装生产线已达几百条，但是在表面贴装技术领域中MES技术的应用却还很少，极大地制约了信息技术的发展和表面贴装技术水平的提高。虽然目前国外存在一些MES，如日本松下公司、JUKI公司、德国西门子公司等开发研制的，适用于自己贴片机等SMT设备的MES,，但这些系统存在着仅适用于自己厂家的表面贴装设备等缺点。
由于MES的关键是数据采集技术的实现，因此，针对以上情况，本文提出了一种基于RS 232接口标准的SMT数据采集技术。本文首先介绍了RS 232接口的基本内容，其次给出了SMT中基于RS 232接口标准的数据采集流程，最后采用VC++为开发平台对该采集技术进行实验验证。
1 RS 232接口标准
目前RS 232是PC与通信工业中应用最广泛的一种串行接口，RS代表推荐标准，232是标识号。RS 232采取不平衡传输方式，即单端通信。一个完整的RS 232接口有22根线，采用标准的25芯插头座。除此之外，目前广泛应用的还有一种9芯的RS 232接口。它们的外观都是一个D形，对接的两个接口又分为针式和孔式两种。
RS 232标准中定义了逻辑1和逻辑0电压级数，以及标准的传输速率和连接器类型。信号大小在正的和负的3～15 V之间。RS 232规定接近0的电平是无效的，逻辑1规定为负电平，有效负电平的信号状态称为传号(Marking)，它的功能意义为OFF；逻辑0规定为正电平，有效正电平的信号状态称为空号(Spacing)，它的功能意义为ON。
在RS 232标准中规定的设备可以分为数据终端设备(DTE)和数据通信设备(DCE)两类，这种分类定义了不同的线路用来发送和接收信号。一般来说，计算机和终端设备有DTE连接器，调制解调器和打印机有DCE连接器。
本文采用被广泛使用的9芯RS 232接口进行数据采集。
表l所示为在PC机、调制解调器和路由器等网络设备中使用的9芯RS 232接口的信号和管脚分配。
2 数据采集的实现
为了实现对装配印制板的实时监控，掌握每块印制板的装配质量，需要对设备的实时数据进行采集，为SMT车间中能够实现MES解决方案提供了指导思想。
2.1 实现原理
本文提出的数据采集技术，根据9芯RS 232接口标准来实现SMT车间中计算机与设备的通信。通过从SMT车间现场自动化设备中采集实时生产信息，并传输到监控终端，分解成用户所需要的界面形式显示。同时，根据用户需求，对采集到的数据进行存储、输出等二次处理，并按照报警条件输出报警信息。
针对SMT车间需要采集数据的特点和RS 232口的通讯原理，本文实现数据采集时用到的主要函数如下：
2.2 主要流程
数据采集的主要流程如图1所示。
如图1所示，主机与设备通信之前，主机先检查是否连接成功，若已连接，则主机调用InitPort函数进行端口初始化，包括对传输速度，传输的数据位数等参数的初始化。接着主机(SetTimer函数)定时向设备发送命令，并根据不同情况向主机发送(使用WriteToPort函数)相应的命令，要求接收数据。设备响应命令发送其参数，若响应超时，则主机再要求重发。当主机接收到设备参数时，调用OnCommunication对数据处理，并判定是否结束。同时将已接收到的数据存人数据库中，并在屏幕显示数据。
3 实验验证
本文采用VC++为开发平台，使用面向对象语言C++和SQL SERVER 2000数据库，以西门子80F4、HS50贴片机为例，对数据采集技术进行模拟、验证。用多台计算机模拟主机和设备，将从生产线上采集到的数据存人数据库中。如图2，图3所示。
4 结 语
虽然目前大多数设备都具备采集参数的能力，但可靠性低，扩展性弱，且仍然需要人工逐个查看各设备参数或磁盘备份等。本文应用RS 232接口标准的特点，研究了基于RS 232接口标准的数据采集技术，并详细地列出了该技术的数据采集流程。实验证明，该技术通过RS 232口实现了主机与设备之间通讯，且该方法方便、快捷、简单，很大程度上克服了传统人工采集数据的实时性差、工作效率低、准确率不能保障等缺点，且本文的数据采集流程还适用于其他设备，扩充性良好。
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