王 芳， 金 敏

（中国电子科技集团公司第二研究所， 山西 太原 030024）

引言

全自动除泡机是目前液晶行业全自动生产线中的一个重要设备，该设备属于压力容器，为LCD产品提供高温高压的生产环境，用于除去偏光片贴合或者玻璃盖板与触摸屏贴合后的残存气泡。除泡机主要工艺参数有温度、压力、时间，其中温度是除泡机设备的关键工艺指标。但因温度的特异性，在生产运行中温度的精准控制是设备稳定可靠性的一项重要研究内容。当前设备通过机械搅拌腔体内空气，采用单点检测，来确定腔体内空气温度值。生产商希望得到腔体内的实时温度分布情况来确保产品的良品率。然而，市场上销售的普通温度记录仪不能在高温高压的环境下工作。因此，为了解决此问题，我们将传统技术与新兴移动互联网应用技术有效结合，研发WJL温度记录仪及相应手机APP软件，通过网络将温度记录仪与手机等手持设备连接起来，实时检测并反馈腔体内多点温度值、相关曲线和温度均匀性等，实现用户对设备运行状态的实时监控，完成移动应用技术在传统设备行业的有效应用。

1 温度记录仪结构及工作原理

WJL系列温度记录仪采用STC15型单片机作为运行CPU，定时采集六路高精度温度传感器温度值，进行实时计算，将计算结果进行存储，并通过WIFI模块实时将采集到的六个通道温度值发出。由于现有温度记录仪监控显示方式单一，只能在WJL温度记录仪工作完成后，通过上位机软件将存储的六通道温度值一起读出到PC机中，上位机软件计算、显示温度曲线，给出测试结果分析，生成报表文件进行保存、归类的现状，作者提出相应的移动应用系统，即通过使用配套手机APP及上位机软件实时接收数据并显示六个通道的各条温度曲线，实时反馈腔体内多点温度值，从而体现出温度均匀性。

针对不同需求，制定出不同规格的温度记录仪，有 WJL-4A、WJL-6A、WJL-6B（具有 WIFI功能）和WJL-15A等一系列温度记录仪。

1.1 WJL系列产品规格设计

1）外观尺寸：WJL-4A、WJL-6A/B，114 mm×155 mm×33 mm；WJL-15A，120 mm×135 mm×65 mm。

2）采集温度精度：±0.01℃。

3）工作电压：4.5～5.0 V。

4）工作时长：大于100 h。

5）工作环境：10～100 ℃，0～0.8 MPa。

如下页图1所示，六通道温度记录仪共有CH1至CH6六个测温传感器，侧面黑色部分为WIFI模块。

记录仪工作原理如下页图2所示，WJL系列温度记录仪采用单片机为主控单元和高精度温度传感器，进行数据采集、记录与传输。上位机软件可一次性整体读取并显示记录数据，绘制温度曲线，并生成报表文件。利用配套手机APP或上位机软件实现腔体外远程的温度实时监控，并绘制温度曲线。

1.2 上位机软件部分

WJL系列温度记录仪使用三极管半导体温度传感器，可以直接测量生产中不同范围的温度。除泡完成以后，可以读取除泡过程中的温度曲线。研发的上位机软件基于NI公司的Labview软件编写，在PC机上运行，与温度记录仪通过USB线连接，一次性读取记录仪中的数据。该软件通过计算、分析记录仪中的原始数据，绘制各个通道的温度曲线，并分析数据得出温度均匀性结论。可根据用户需求制作Html、Word、Excel等格式数据报表[1]。

2 系统需求分析和设计

2.1 整体设计目标

WJL-6A温度记录仪使用三极管半导体温度传感器，可以直接测量生产中不同范围的温度。除泡完成以后，可以读取除泡过程中的温度曲线。通过增加WIFI模块，使温度记录仪可以通过手机端APP对设备的温度等运行参数进行实时监控，从而使用户可以实时查看除泡机腔体内温度动态曲线，了解到腔体内温度的均匀性。整体系统架构如图3所示。

图1 六通道温度记录仪

图2 温度记录仪工作原理

图3 整体系统架构

WJL温度记录仪移动应用APP基于Android平台，客户端采用Eclipse+ADT（Android Development Tools）进行开发，服务器端以Tomcat6.0为工具，通过MySQL对各个数据库表进行管理，以Java作为开发语言。系统采用客户端/服务器模式，在逻辑上分为用户界面层、数据处理层和数据提取层三个层次。

2.2 系统需求分析

系统的需求分析主要从用户所需功能和应用本身需求两个角度来考虑。

1）移动终端应该具有普遍性，能满足大多数用户的使用需求。

2）用户界面应当满足大多数人的操作习惯，功能点清晰明了，操作简单方便，另外还需要方便后台管理。

3）通信设置方面，应该能实现手持设备与温度记录仪的连接，确保用户端与后台的通讯和数据交互。

4）数据存储方面应选择适合该系统的数据库类型，保证数据传输的稳定性和可靠性。

2.3 客户端功能设计

Android应用程序可能由一个或者多个组件组成，所以他的开发是采用基于组件的模式进行的。Android的应用程序由底层核心和上层组件两部分组成，正是因为底层核心的存在，任意两个组件之间可以通过它来进行消息的传递和识别从而产生关联，这使得Android应用程序不会像一般的应用程序那样出现逻辑交互的零散性和模糊性。

该应用采用的客户端/服务器模式，即C/S模式，如图4所示。其中：客户端提供了用户登录注册、设备信息查询、各个通道实时温度及曲线显示、历史温度查询以及通信和设置网络的功能；服务器端通过数据库的管理，为客户端提供用户个人信息、设备信息、温度数据等，从而实现前后台的有机结合以及数据交互[2]。

图4 客户端应用C/S模式

本应用系统的客户端分为首页、功能、曲线、我们和更多等五个功能模块，具体如下页图5所示。

1）用户可以注册登录APP，可在客户端首页了解WJL系列温度记录仪的基本信息。

2）功能和曲线模块中，用户可选择除泡机通道号，查看各个通道的当前温度值及温度动态曲线，了解实时温度的均匀性。

3）模块中介绍设备的详细信息，以及最新开发的新品，起到很好的宣传作用。

4）更多模块用于功能扩展，便于后期对应用升级优化的管理。

2.4 系统数据库设计

本系统涉及到用户信息、设备各个通道当前温度、设定温度及历史温度等众多信息，这些数据需要存储在数据库中，以便管理。根据总体系统和功能模块的需求，系统数据库设计了系统用户信息表、设备参数表、当前温度表、设定温度表和历史温度表等多个数据表。

图5 客户端总体流程图

每个数据表包含该表各个成员的字段名称、数据类型、字段大小、主键（是否必填）以及备注等信息。以系统用户表结构为例，具体如表1所示。

表1 系统用户表结构

3 应用实现

3.1 APP与服务器通讯的实现

用户通过点击客户端应用界面来触发APP与服务器端的通讯。界面中的大部分数据都是应用请求服务器端而获取的，应用模块的数据交互都是通过通讯模块完成的。通讯架构图如图6所示。

由图6可知，该模块实现APP与服务器的连接，负责消息的发送和接收。应用模块包括数据的显示以及响应用户的操作。数据模块定义了通讯所需要的数据对象以及类型。解析模块解析请求返回的Json格式的数据并封装成相应对象，以便更新UI。

图6 App与服务器通讯架构图

3.2 APP仿真测试

测试是移动应用开发和发布过程中一个不可或缺的环节。移动项目开发如同所有QA(Quality Assurance)过程一样，能够从漏洞跟踪系统、周期性构建和有计划的测试中受益。早测试、常测试、真机测试，这是在测试移动应用程序时质量保证的前提。

测试应用时，将带有WIFI模块的WJL温度记录仪打开电源开关后放在罐体式自动除泡机中，并将Android操作系统的手机与温度记录仪连接在同一个网络中，登录后点开各个模块进行测试。客户端功能测试主要包括登录模块、首页模块、功能曲线显示模块、通信模块和扩展功能等各个模块功能测试，并展示对应效果。

4 结语

本文提出的除泡机设备目前使用的温度记录仪移动应用系统的设计方案，实现了罐体式除泡机温度的实时动态曲线显示，使用户可以更好地对产线进行监控管理。该应用系统提升了现有除泡机设备的智能化水平，可接入工业智能化生产管理系统，为即将到来的智能化生产提供了可靠的技术基础。

参考文献

[1]刘邦，赵乃辉.山西电子技术[M].太原：电子出版社，2017.

[2]江丽.基于android平台的实时互动远程教育系统设计与实现[J].信息通信，2016（2）：77-79.