本發明涉及工業檢測與物聯網通信,尤其涉及熱合密封檢測系統的數據處理與通信方法。
背景技術:
1、熱合密封檢測是一種用于評估熱合材料(如塑料袋、包裝材料等)密封性能的檢測方法,通過這種檢測,可以判斷熱合部位的密封性是否良好,從而確保產品的質量和安全性,觀察熱合部位是否存在明顯的缺陷,如氣泡、褶皺、斷裂等。
2、現有用于熱合密封檢測系統技術存在以下缺陷:數據傳輸單向性:傳統檢測設備僅支持本地報警,無法實現遠程診斷與參數優化;算法僵化:閾值固定且缺乏自學習能力,無法適應材料熱傳導系數變化;通信復雜,傳統有線網絡需要在現場重新放線工作量巨大。
技術實現思路
1、基于背景技術存在的技術問題,本發明提出了熱合密封檢測系統的數據處理與通信方法。
2、本發明提出的熱合密封檢測系統的數據處理與通信方法,包括以下步驟:同步觸發:接收生產線plc發送的節拍脈沖信號,根據脈沖上升沿喚醒紅外測溫模塊;
3、溫度采集與濾波:以大于100hz采樣率連續采集封口區域溫度模擬信號;采用滑動平均濾波算法,舍棄首尾特定數量的數據,取中間有效數據計算特征溫度值;
4、異常判定:將特征溫度值與預測溫度、滑移修正及閾值綜合結果對比,若任意一點預測值與當前值差值超閾值則觸發一級報警;同步計算當前溫度分布的標準差,若標準差大于歷史數據平均值的15%則觸發二級報警;當前平均值和歷史平均值差值過大觸發二級報警;
5、數據通信:通過網絡協議將報警事件、特征溫度值壓縮打包,上傳至云端管理平臺;接收云端下發的動態閾值配置指令并更新本地存儲參數。
6、所述步驟s2中滑動平均濾波算法具體為:設原始數據序列為t1,t2...tn,去除前m個和后m個數據,對剩余數據求算術平均,其中m=floor(n×10%);所述步驟s4中數據壓縮采用差值編碼技術,僅傳輸當前特征溫度與前一周期溫度的差值。
7、所述網絡協議通信過程中,云端管理平臺為每個檢測裝置分配獨立topic,格式為:/{messag_class}/{deviceid};
8、報警事件數據包包含時間戳、設備id、溫度值、報警等級字段,數據包結構為json格式。
9、溫度采集模塊:包含紅外傳感器陣列、信號調理電路,與生產線機械臂剛性連接;
10、邊緣計算單元:集成微控制器和4g/wifi雙模通信芯片,部署濾波算法,自動算法選擇,算法擬合及異常判定程序;
11、云端管理平臺:提供可視化閾值配置界面,并基于歷史數據生成溫度分布統計報告。
12、所述邊緣計算單元通過rs485接口或io口與生產線plc連接,接收節拍脈沖信號及設備狀態信息;
13、所述云端管理平臺設置多級權限管理,產線操作員僅能查看報警記錄,工程師可修改閾值參數。
14、所述動態濾波算法包括:
15、基于滑動窗口的均值濾波;加權移動平均濾波;卡爾曼濾波;
16、小波閾值去噪;
17、其中,當溫度變化率>10℃/ms時啟用卡爾曼濾波模式,融合歷史狀態預測值與實時測量值進行遞推計算,預測模型方程為:
18、
19、其中狀態估計值(預測或更新后)、k:權重系數,平衡預測與測量、z:實際傳感器數據、h:從狀態到測量的映射矩陣、x^k∣k:當前時刻k的后驗狀態估計(結合了預測和觀測后的最優估計)、當前時刻k的先驗狀態預測、zk:時刻k的實際觀測值、kk:卡爾曼增益(kalman?gain),決定預測和觀測的權重分配、觀測殘差(innovation),表示實際觀測與預測觀測的差異。
20、本發明的有益效果為:
21、實時性提升:從數據采集到云端入庫延遲<200ms;誤報率降低:通過動態濾波使誤判率從12%降至3%以下;運維成本下降:遠程配置減少現場調試工時約70%。
1.熱合密封檢測系統的數據處理與通信方法,其特征在于,包括以下步驟:
2.根據權利要求1所述的熱合密封檢測系統的數據處理與通信方法,其特征在于:
3.根據權利要求1所述的熱合密封檢測系統的數據處理與通信方法,其特征在于:
4.根據權利要求1-3所述的熱合密封檢測系統的數據處理與通信方法,其特征在于,包括:
5.根據權利要求1所述的熱合密封檢測系統的數據處理與通信方法,其特征在于:
6.根據權利要求4所述的方法,其特征在于: