一種跌落狀態(tài)記錄儀及其記錄方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種跌落狀態(tài)記錄儀，其由單片機(jī)、加速度傳感器、存儲(chǔ)模塊、電源模塊、JTAG仿真接口模塊、指示燈模塊、按鍵模塊及USB接口模塊構(gòu)成，單片機(jī)與加速度傳感器、存儲(chǔ)模塊、電源模塊、JTAG仿真接口模塊、指示燈模塊、按鍵模塊及USB接口模塊連接。本發(fā)明的跌落狀態(tài)記錄儀及其記錄方法，實(shí)時(shí)地對采集到的加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，判別出是否為跌落過程，跌落高度是否超過門限值及其最終的沖擊值是否超過門限值，如兩項(xiàng)都滿足則對這段數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。在監(jiān)控過程結(jié)束后，將數(shù)據(jù)上傳至PC及，通過曲線比對，實(shí)現(xiàn)跌落高度和跌落狀態(tài)（上拋、下滑、下加速）的準(zhǔn)確判別，具有專業(yè)性好，特別適用于空運(yùn)等容易產(chǎn)生跌落情況的貨物運(yùn)輸監(jiān)控。
【專利說明】一種跌落狀態(tài)記錄儀及其記錄方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于包裝運(yùn)輸監(jiān)控儀器領(lǐng)域，特別是一種跌落狀態(tài)記錄儀及其記錄方法。【背景技術(shù)】
[0002]目前，物流運(yùn)輸是國民生產(chǎn)中重要的環(huán)節(jié)。包裝后的貨物在物流運(yùn)輸環(huán)節(jié)中經(jīng)常會(huì)由于種種原因造成貨物損壞。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)，貨物在裝卸、移動(dòng)和運(yùn)輸過程中，造成貨物損壞的兩大主要因素為單純沖擊以及跌落沖擊。其中，跌落沖擊更多的來自于物品裝卸過程中的暴力分揀或者空運(yùn)時(shí)的裝卸。因此，要加大對于物流環(huán)節(jié)中的監(jiān)管力度，對跌落沖擊的監(jiān)控是非常必要的。
[0003]現(xiàn)有的物流監(jiān)控儀，其大多用于對貨物運(yùn)輸過程中是否有拆箱、溫濕度變化以及沖擊等綜合性監(jiān)控。上位機(jī)通過監(jiān)控儀獲取的各個(gè)坐標(biāo)下的沖擊值，根據(jù)計(jì)算，才能夠得出某一段沖擊是否為跌落沖擊。目前，針對貨物跌落沖擊，還沒有專用，分析細(xì)致，靈敏度高的跌落狀態(tài)記錄儀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)在技術(shù)中的不足，提供一種主動(dòng)記錄跌落沖擊曲線，準(zhǔn)確計(jì)算跌落高度，靈敏度高，快速記錄出跌落狀態(tài)的跌落狀態(tài)記錄儀。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種跌落狀態(tài)記錄儀，其特征在于:包括單片機(jī)、加速度傳感器、存儲(chǔ)模塊、電源模塊、JTAG仿真接口模塊、指示燈模塊、按鍵模塊及USB接口模塊構(gòu)成，單片機(jī)與加速度傳感器、存儲(chǔ)模塊、電源模塊、JTAG仿真接口模塊、指示燈模塊、按鍵模塊及USB接口模塊連接。、
[0007]而且，所述的加速度傳感器與單片機(jī)之間采用SPI通訊接口進(jìn)行連接。
[0008]而且，所述的存儲(chǔ)模塊與單片機(jī)之間采用SPI通訊接口進(jìn)行連接。
[0009]而且，所述的指示燈模塊與單片機(jī)之間采用定時(shí)器的PWM輸出方式連接。
[0010]一種跌落狀態(tài)記錄方法，其特征在于:該記錄方法的步驟為:
[0011]⑴實(shí)施監(jiān)控過程之前將所需的跌落高度和跌落沖擊值通過上位機(jī)軟件下載至記錄儀中，儀器按照運(yùn)行參數(shù)運(yùn)行；
[0012]⑵實(shí)時(shí)地采集加速度傳感器的加速度信號(hào)并對其進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算，當(dāng)數(shù)據(jù)特征滿足基礎(chǔ)模型時(shí)認(rèn)定為跌落事件，當(dāng)?shù)涓叨群偷錄_擊值超過所設(shè)定的閾值時(shí)對數(shù)據(jù)進(jìn)行保存；
[0013]⑶當(dāng)監(jiān)控過程結(jié)束后，通過USB接口將數(shù)據(jù)上傳至PC機(jī)，由PC機(jī)對跌落事件進(jìn)行分析，判別準(zhǔn)確的跌落高度，跌落姿態(tài)。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為:
[0015]1、本發(fā)明的跌落狀態(tài)記錄儀及其記錄方法，實(shí)時(shí)地對采集到的加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，判別出是否為跌落過程，跌落高度是否超過門限值及其最終的沖擊值是否超過門限值，如兩項(xiàng)都滿足則對這段數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。在監(jiān)控過程結(jié)束后，將數(shù)據(jù)上傳至PC及，通過曲線比對，實(shí)現(xiàn)跌落高度和跌落狀態(tài)(上拋、下滑、下加速)的準(zhǔn)確判別，具有專業(yè)性好，特別適用于空運(yùn)等容易產(chǎn)生跌落情況的貨物運(yùn)輸監(jiān)控。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的電路原理方框圖；
[0017]圖2為本發(fā)明的控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0019]一種跌落狀態(tài)記錄儀，其由單片機(jī)、加速度傳感器、存儲(chǔ)模塊、電源模塊、JTAG仿真接口模塊、指示燈模塊、按鍵模塊及USB接口模塊構(gòu)成，單片機(jī)與加速度傳感器、存儲(chǔ)模塊、電源模塊、JTAG仿真接口模塊、指示燈模塊、按鍵模塊及USB接口模塊連接。
[0020]加速度傳感器與單片機(jī)之間采用SPI通訊接口進(jìn)行連接。當(dāng)有數(shù)據(jù)產(chǎn)生時(shí)加速度傳感器向單片機(jī)發(fā)送DataReady中斷,單片機(jī)通過SPI接口從加速度傳感器讀取數(shù)據(jù)。
[0021]存儲(chǔ)模塊與單片機(jī)之間采用SPI通訊接口進(jìn)行連接。當(dāng)有數(shù)據(jù)需要存儲(chǔ)時(shí)，單片機(jī)通過SPI接口，采用DMA方式將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊中。
[0022]指示燈模塊與單片機(jī)之間采用定時(shí)器的PWM輸出方式連接。整個(gè)閃爍過程不用單片機(jī)的CPU參與，可提聞系統(tǒng)的運(yùn)行效率。
[0023]單片機(jī)通過USB接口與上位機(jī)進(jìn)行連接，用于設(shè)置系統(tǒng)采集參數(shù)及將采集到的數(shù)據(jù)傳遞給上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和綜合處理。
[0024]一種跌落狀態(tài)記錄儀的記錄方法，該記錄方法的步驟為:
[0025]⑴實(shí)施監(jiān)控過程之前將所需的跌落高度和跌落沖擊值通過上位機(jī)軟件下載至記錄儀中，儀器按照運(yùn)行參數(shù)運(yùn)行；
[0026]⑵實(shí)時(shí)地采集加速度傳感器的加速度信號(hào)并對其進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算，當(dāng)數(shù)據(jù)特征滿足基礎(chǔ)模型時(shí)認(rèn)定為跌落事件，當(dāng)?shù)涓叨群偷錄_擊值超過所設(shè)定的閾值時(shí)對數(shù)據(jù)進(jìn)行保存；
[0027]利用試驗(yàn)總結(jié)出加速度傳感器在跌落過程中的加速度值的變化規(guī)律，在采集到加速度值后對其進(jìn)行三軸合成，當(dāng)加速度合成值滿足跌落過程開始的特征值時(shí)，開始計(jì)算跌落時(shí)間。
[0028]繼續(xù)采集數(shù)據(jù)，當(dāng)加速度合成值滿足跌落過程結(jié)束的特征值時(shí)，認(rèn)定跌落過程結(jié)束，利用0.5*gt~2的自由落體高度計(jì)算公式計(jì)算跌落高度，與高度門限值進(jìn)行比較，如大于門限值則繼續(xù)尋找最大G值點(diǎn)，如最大G值點(diǎn)的G值超過加速度設(shè)定門限值則認(rèn)為這個(gè)跌落過程為需要保存的跌落事件過程，對三軸加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。
[0029]⑶當(dāng)監(jiān)控過程結(jié)束后，通過USB接口將數(shù)據(jù)上傳至PC機(jī)，由PC機(jī)對跌落事件進(jìn)行分析，判別準(zhǔn)確的跌落高度，跌落姿態(tài)。PC機(jī)上的軟件依據(jù)相同的算法，對跌落高度進(jìn)行還原，并對受沖擊瞬間的三軸加速度值進(jìn)行分析判別，依據(jù)面，棱、角跌落的特征曲線，將跌落時(shí)間判定為相應(yīng)的面跌落、棱跌落和角跌落。PC機(jī)上的軟件同時(shí)可為用戶提供監(jiān)控過程的綜合分析。[0030]盡管為說明目的公開的本發(fā)明的實(shí)施例和附圖，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，在不脫離本發(fā)明及所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，各種替換、變化和修改都是可能的，因此本發(fā)明的范圍不局限于實(shí)施例和附圖所公開的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種跌落狀態(tài)記錄儀，其特征在于:由單片機(jī)、加速度傳感器、存儲(chǔ)模塊、電源模塊、JTAG仿真接口模塊、指示燈模塊、按鍵模塊及USB接口模塊構(gòu)成，單片機(jī)與加速度傳感器、存儲(chǔ)模塊、電源模塊、JTAG仿真接口模塊、指示燈模塊、按鍵模塊及USB接口模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跌落狀態(tài)記錄儀，其特征在于:所述的加速度傳感器與單片機(jī)之間采用SPI通訊接口進(jìn)行連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跌落狀態(tài)記錄儀，其特征在于:所述的存儲(chǔ)模塊與單片機(jī)之間采用SPI通訊接口進(jìn)行連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跌落狀態(tài)記錄儀，其特征在于:所述的指示燈模塊與單片機(jī)之間采用定時(shí)器的PWM輸出方式連接。
5.一種跌落狀態(tài)記錄方法，其特征在于:該記錄方法的步驟為: ⑴實(shí)施監(jiān)控過程之前將所需的跌落高度和跌落沖擊值通過上位機(jī)軟件下載至記錄儀中，儀器按照運(yùn)行參數(shù)運(yùn)行； ⑵實(shí)時(shí)地采集加速度傳感器的加速度信號(hào)并對其進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算，當(dāng)數(shù)據(jù)特征滿足基礎(chǔ)模型時(shí)認(rèn)定為跌落事件，當(dāng)?shù)涓叨群偷錄_擊值超過所設(shè)定的閾值時(shí)對數(shù)據(jù)進(jìn)行保存； ⑶當(dāng)監(jiān)控過程結(jié)束后，通過USB接口將數(shù)據(jù)上傳至PC機(jī)，由PC機(jī)對跌落事件進(jìn)行分析，判別準(zhǔn)確的跌落高度，跌落姿態(tài)。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK103631183SQ201310662735
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】袁文廣, 趙麗麗, 王剛, 邵忱, 馮超, 付玥 申請人:中國包裝科研測試中心