條形碼技術在傳感器上的應用

1 引 言

對噪聲振動進行測試時，常常需要上百個甚至更多的傳感器。對各個通道傳感器靈敏度系數(shù)的設定，以前的作法是測試人員手工一個個地操作，工作量大且容易出現(xiàn)錯誤?，F(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)解決方法，即利用支持TEDS(Transducer Electronic Data Sheet)技術的采集前端和傳感器。采集系統(tǒng)可以識別連接在采集前端上的傳感器，并調(diào)用傳感器內(nèi)部元件存放的靈敏度系數(shù)應用在對應的通道上，完成通道的靈敏度系數(shù)設定。但是目前只有如PCB、B&K等外國公司生產(chǎn)的傳感器才支持TEDS技術；國內(nèi)生產(chǎn)的噪聲振動傳感器仍未能支持TEDS技術。另外，各個實驗室現(xiàn)有大量早期的(進口)傳感器由于仍然完好，且價值不菲，仍將長期使用，TEDS技術于事無補，需要另覓解決傳感器識別的方法。

2 條形碼技術

條形碼別名條碼，條形碼是由美國的N T.Woodland在1949年首先提出的[1]。條形碼是由寬度不同、反射率不同的條和空，按照一定的編碼規(guī)則(碼制)編制而成，用來表達一組數(shù)字或字母符號信息的圖形標識符，或者說條形碼是一組粗細不同，按照一定的規(guī)則安排間距的平行線條圖形。常見的條形碼由反射率相差很大的黑條(簡稱條)和白條(簡稱空)組成的。

隨著計算機應用的不斷普及，條形碼的應用得到了很大的發(fā)展。條形碼可以標出商品的生產(chǎn)國、制造廠家、商品名稱、生產(chǎn)日期、圖書分類號、郵件起止地點、類別、日期等信息，因而在商品流通、圖書管理、郵電管理、銀行系統(tǒng)等許多領域都得到了廣泛的應用。條碼的應用有如下優(yōu)越性：

1) 可靠準確

采用條形碼掃描錄入方式，誤碼率僅有百萬分之一，首讀率可達98%以上；

2) 數(shù)據(jù)輸入速度快

普通計算機的鍵盤錄入速度是每分鐘200字符，而利用條碼掃描錄入信息的速度是鍵盤錄入的20倍；

3) 經(jīng)濟便宜

與其它自動化識別技術相比較，推廣應用條碼技術所需費用較低。

4) 靈活、實用

條碼符號作為一種識別手段可以單獨使用，也可以和有關設備組成識別系統(tǒng)實現(xiàn)自動化識別，還可和其他控制設備聯(lián)系起來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的自動化管理。同時，在沒有自動識別設備時，也可實現(xiàn)手工鍵盤輸入。

5) 自由度大

識別裝置與條碼標簽相對位置的自由度要比OCR大得多。條碼通常只在一維方向上表達信息，而同一條碼上所表示的信息完全相同并且連續(xù)，這樣即使是標簽有部分缺欠，仍可以從正常部分輸入正確的信息。

6) 設備簡單

條碼符號識別設備的結構簡單，操作容易，無需專門訓練。

7) 易于制作

可印刷，對印刷技術設備和材料無特殊要求。

3 COM技術、Automation技術和PULSE組件技術

通過對條形碼技術的分析，我們認為條形碼技術可以妥善解決傳感器識別的難題。但是，識別傳感器之后，仍需將其所對應的靈敏度系數(shù)輸入數(shù)據(jù)采集軟件才能完成通道靈敏度系數(shù)的設定。目前，中國艦船研究設計中心在噪聲振動測量中使用的是Bruel & Kjar公司的PULSE系統(tǒng)，其軟件版本是PULSE8.0。PULSE軟件為用戶擴展功能提供了Automation技術，基于此，我們使用Visual C++6.0，利用COM技術、Automation技術和PULSE組件技術實現(xiàn)了將傳感器靈敏度輸入數(shù)據(jù)采集軟件。

組件對象模型COM(Component Object Model)是微軟公司提出的一種開發(fā)和支持軟件對象組件的一種方法。組件實際上是一些小的二進制可執(zhí)行程序，它們可以給應用程序、操作系統(tǒng)已經(jīng)其它組件提供服務。通過引入接口機制，把組件的功能和具體實現(xiàn)分離開來，為組件復用提供了強有力的底層支持。微軟的許多技術，如ActiveX、DirectX已經(jīng)OLE自動化等都是基于COM建立起來的[2]。

Automation是指一個應用程序通過某個對象去“操縱”另一個應用程序的機制。其中，被操縱的應用程序稱為Automation Server；操縱其它程序的應用程序稱為Automation Client。即Automation服務器提供了一種“暴露”的對象，Automation客戶通過對這種對象的操作來操縱Automation服務器程序。Automation技術的優(yōu)勢在于：它把不同應用對象集成到一個編程環(huán)境中去，所有對象可被任何支持的編程語言訪問。

Bruel & Kjar公司的PULSE組件則是建立在(OLE)Automation基礎上的實現(xiàn)若干標準接口的COM對象。它是PULSE系統(tǒng)的應用開發(fā)平臺。PULSE組件通過接口的形式為軟件開發(fā)者提供了PULSE系統(tǒng)中的絕大多數(shù)功能。本文的噪聲與振動測量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中主要使用了PULSE組件中的PulseFrontend對象。圖2為與PulseFrontend對象相關的PULSE對象組件結構簡圖[3]。

圖2 PULSE對象組件結構簡圖

4 軟件與PULSE之間的通信

PULSE為用戶提供了外部控制和數(shù)據(jù)輸出的機制，這就是OLE和ActiveX Automation技術。在PULSE中所有的數(shù)據(jù)都被封裝成對象的形式，并形成樹形結構，如圖2所示，這樣就可以通過根對象對所有的其它對象進行訪問。Application對象是根對象，通過這個對象的Project屬性，就可以訪問PULSE所有的對象。這個對象具有一些操縱集合的方法和屬性，如Add，Remove，Item和Count屬性，通過這些方法和屬性就可以對集合對象進行相應的操作，比如插入、刪除等。熟悉了PULSE的組件對象模型的邏輯結構之后，我們就能夠正確地在我們的程序中操縱PULSE軟件。其步驟如下：

1) 將PULSE的類型庫pulse.tlb添加到VC++6.0的工程項目中，可以通過#import "Pulse.tlb" no_namespace將PULSE類型庫添加到項目中；

2) 初始化COM，缺省的VC++6.0工程項目中，是不會初始化COM的，我們可以通過在App的InitInstance()函數(shù)中添加AfxOleInit()函數(shù)的方式來初始化COM。

3) 定義一個PULSE的根對象Application，如上文所說的那樣，借助這個根對象，就可以操縱PULSE的所有對象。

//定義Application對象的智能指針

IPulseLabShopPtr m_PulsePtr;

//創(chuàng)建Application的實例

HRESULT hr = m_PulsePtr.CreateInstance(__uuidof(Application));

//打開PULSE項目文件

OpenProject(sProject,_variant_t((bool)TRUE),_variant_t((bool)FALSE))

//關閉PULSE項目文件

CComVariant DoClose(true);

m_PulsePtr->CloseProject(DoClose);

5 傳感器靈敏度系數(shù)的自動設定

將傳感器都用唯一編號的條形碼標記，然后用條形碼掃描儀掃描傳感器的條形碼，識別傳感器序列號和靈敏度系數(shù)，并將掃描結果生成word文檔。微軟的Office軟件也提供了COM技術接口。許多相關文獻有詳細的論述，這里不再贅述。僅將實現(xiàn)過程簡述一下。操作存放有傳感器序列號和靈敏度系數(shù)的word文檔，同時采用OLE Automation技術操縱PULSE軟件，依次拷貝傳感器序列號和靈敏度系數(shù)粘貼到PULSE軟件的Signal設置中，完成采集前端通道的靈敏度設定。

6 結 論

通過應用條形碼技術，很好的實現(xiàn)了傳感器的識別，縮短了噪聲振動數(shù)據(jù)采集前端的通道靈敏度系數(shù)設定時間，大大的提高了工作效率。同時也使得老式傳感器能繼續(xù)發(fā)揮作用，節(jié)省了購買新型傳感器的大量經(jīng)費。

[1] 韋元華．條形碼技術與應用[M]．北京：中國紡織出版社，2003．

[2] 潘愛民．COM原理與應用[M]．北京：清華大學出版社，1999．

[3] 王莉，邱洪澤，等．Automation技術在Word聯(lián)機考試系統(tǒng)中的應用[J]．計算機技術與應用,2005(3):97-103.