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錯誤。現在已經出現解決方法，即利用支持TEDS(Transducer Electronic Data Sheet)技術的采集前端和傳感器。采集系統可以識別連接在采集前端上的傳感器，并調用傳感器內部元件存放的靈敏度系數應用在對應的通道上，完成通道的靈敏度系數設定。但是目前只有如PCB、B&K等外國公司生產的傳感器才支持TEDS技術；國內生產的噪聲振動傳感器仍未能支持TEDS技術。另外，各個實驗室現有大量早期的(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，按照一定的編碼規則(碼制)編制而成，用來表達一組數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展。條形碼可以標出商品的生產國、制造廠家、商品名稱、生產日期、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、銀行系統等許多領域都得到了廣泛的應用。條碼的應用有如下優越性：

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) 數據輸入速度快

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實現自動化識別，還可和其他控制設備聯系起來實現整個系統的自動化管理。同時，在沒有自動識別設備時，也可實現手工鍵盤輸入。

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，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輸入數據采集軟件才能完成通道靈敏度系數的設定。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，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組件技術實現了將傳感器靈敏度輸入數據采集軟件。

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行程序，它們可以給應用程序、操作系統已經其它組件提供服務。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技術的優勢在于：它把不同應用對象集成到一個編程環境中去，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基礎上的實現若干標準接口的COM對象。它是PULSE系統的應用開發平臺。PULSE組件通過接口的形式為軟件開發者提供了PULSE系統中的絕大多數功能。本文的噪聲與振動測量數據處理系統中主要使用了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據輸出的機制，這就是OLE和ActiveX Automation技術。在PULSE中所有的數據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()函數中添加AfxOleInit()函數的方式來初始化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，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。僅將實現過程簡述一下。操作存放有傳感器序列號和靈敏度系數的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，很好的實現了傳感器的識別，縮短了噪聲振動數據采集前端的通道靈敏度系數設定時間，大大的提高了工作效率。同時也使得老式傳感器能繼續發揮作用，節省了購買新型傳感器的大量經費。

[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聯機考試系統中的應用[J]．計算機技術與應用,2005(3):97-103.