基于Android移動(dòng)終端的便攜式智能超聲探傷系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于Android移動(dòng)終端的便攜式智能超聲探傷系統(tǒng)，屬于超聲無損檢測(cè)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲檢測(cè)是無損檢測(cè)的主要技術(shù)之一，已被廣泛地應(yīng)用于在線質(zhì)量控制、在役設(shè)備和關(guān)鍵部件的安全檢測(cè)之中。超聲波檢測(cè)系統(tǒng)作為超聲波檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的載體，在超聲波檢測(cè)中具有重要意義。為了提高超聲檢測(cè)的可靠性和效率，開發(fā)研制數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化與圖形化的便攜式超聲波移動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)是當(dāng)今無損檢測(cè)技術(shù)的趨勢(shì)。
[0003]現(xiàn)有的超聲檢測(cè)系統(tǒng)中，不少都采用了基于PC機(jī)的技術(shù)路線，在此平臺(tái)上研制數(shù)據(jù)采集卡和驅(qū)動(dòng)裝置，因?yàn)镻C技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，這種方法較易實(shí)現(xiàn)。但由于PC機(jī)本身的特點(diǎn)，使得現(xiàn)有的以PC機(jī)為基礎(chǔ)的超聲儀器存在不可避免的缺點(diǎn)與不足。超聲儀器現(xiàn)在的應(yīng)用現(xiàn)狀是多為野外、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，工作環(huán)境惡劣，要求攜帶方便，對(duì)儀器的穩(wěn)定性、抗干擾能力要求也較高，因此這樣一種級(jí)聯(lián)式結(jié)構(gòu)較難勝任。現(xiàn)有的以單片機(jī)作為核心的數(shù)字化便攜式超聲檢測(cè)儀器，由于單片機(jī)固有的性能瓶頸制約了儀器的性能指標(biāo)和功能擴(kuò)展，存在存儲(chǔ)體積太小、實(shí)時(shí)性低、精度不高或缺乏對(duì)復(fù)雜信號(hào)處理算法的支持等缺點(diǎn)。以DSP+ CPLD, DSP + FPGA或ARM + DSP架構(gòu)為核心的超聲檢測(cè)儀器，雖然在一定程度上較好的解決了以單片機(jī)為核心的儀器的上述問題，但是這種傳統(tǒng)的基于嵌入式系統(tǒng)的超聲檢測(cè)儀器包括傳感器、嵌入式硬件、嵌入式軟件三部分。其中傳感器部分設(shè)計(jì)包括傳感模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊等；嵌入式硬件設(shè)計(jì)包括嵌入式微處理器、內(nèi)部總線、I/O 口、ROM、RAM、通用接口、鍵盤、顯示屏等部件的選擇和配置；嵌入式軟件包括中間層、軟件層、功能層程序，中間層設(shè)計(jì)BSP/HAL硬件抽象層/板級(jí)升級(jí)包，實(shí)現(xiàn)底層硬件驅(qū)動(dòng)；軟件層設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)移植，負(fù)責(zé)文件管理、任務(wù)管理、圖形用戶接口等；功能層設(shè)計(jì)為用戶的應(yīng)用程序的編寫，一般對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、計(jì)算，將處理結(jié)果發(fā)送到上位機(jī)或者顯示給用戶。這種傳統(tǒng)的基于嵌入式系統(tǒng)的超聲檢測(cè)儀器需要同時(shí)開發(fā)傳感器、嵌入式硬件和嵌入式軟件的設(shè)計(jì)，存在電路設(shè)計(jì)復(fù)雜、系統(tǒng)調(diào)試?yán)щy、設(shè)計(jì)成本高、工作量大、開發(fā)周期長(zhǎng)、產(chǎn)品的軟硬件兼容性差等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種基于Android移動(dòng)終端的便攜式智能超聲探傷系統(tǒng)，旨在通過利用Android移動(dòng)終端系統(tǒng)成熟穩(wěn)定、軟硬件資源豐富和應(yīng)用程序便于開發(fā)的優(yōu)勢(shì)，提供一種“Android移動(dòng)終端+超聲波測(cè)量附件+超聲測(cè)量與分析軟件+網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/共享與控制/分析平臺(tái)”的超聲檢測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)方案，以解決基于PC機(jī)技術(shù)路線的超聲檢測(cè)系統(tǒng)不方便攜帶，難以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的問題，同時(shí)，也克服了傳統(tǒng)的基于嵌入式系統(tǒng)的超聲檢測(cè)儀器電路設(shè)計(jì)復(fù)雜、系統(tǒng)調(diào)試?yán)щy、設(shè)計(jì)成本高、工作量大、開發(fā)周期長(zhǎng)、產(chǎn)品的軟硬件兼容性差的問題。
[0005]一種基于Android移動(dòng)終端的便攜式智能超聲探傷系統(tǒng)，包括=Android移動(dòng)終端、超聲測(cè)量與分析系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/共享與控制/分析平臺(tái)、無線通信接口模塊、超聲測(cè)量附件;Android移動(dòng)終端作為系統(tǒng)主體，通過無線通信接口模塊連接超聲測(cè)量附件，超聲測(cè)量附件上連接有超聲探頭用于超聲探測(cè)，超聲測(cè)量與分析軟件運(yùn)行在Android移動(dòng)終端上，超聲測(cè)量與分析系統(tǒng)通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)接入網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/共享與控制/分析平臺(tái)。
[0006]一種基于Android移動(dòng)終端的便攜式智能超聲探傷系統(tǒng)，所述的Android移動(dòng)終端為基于Android系統(tǒng)的智能手機(jī)或者平板電腦，內(nèi)部具有CPU、GPU、DSP組成的控制運(yùn)算模塊，還有藍(lán)牙或者WiFi無線通信模塊，能夠方便地接入移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，有一塊顯示屏組成的顯示系統(tǒng)。
[0007]—種基于Android移動(dòng)終端的便攜式智能超聲探傷系統(tǒng)，所述的超聲測(cè)量與分析系統(tǒng)運(yùn)行在Android移動(dòng)終端上，是利用Android SDK開發(fā)且運(yùn)行在Android移動(dòng)終端上的，包含無線通信模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、智能探傷模塊、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)共享模塊、數(shù)據(jù)平臺(tái)化分析模塊、結(jié)果輸出模塊、遠(yuǎn)程控制模塊，無線通信模塊實(shí)現(xiàn)Android移動(dòng)終端中內(nèi)部的藍(lán)牙或者WiFi模塊的無線通信功能，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊提供文本存儲(chǔ)、Excel電子表格存儲(chǔ)、SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)三種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式；數(shù)據(jù)處理模塊實(shí)現(xiàn)基本的超聲數(shù)據(jù)分析方法；數(shù)據(jù)顯示模塊通過利用Android移動(dòng)終端I的顯示屏將數(shù)據(jù)以圖形方式展現(xiàn)出來，提供常規(guī)的DAC/AVG曲線和時(shí)頻曲線顯示；智能探傷模塊是在Android移動(dòng)終端數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力和計(jì)算能力范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)一些復(fù)雜的智能探傷算法分析；數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)共享模塊通過Android移動(dòng)終端接入移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，將數(shù)據(jù)備份或者分享至網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)；數(shù)據(jù)平臺(tái)化分析模塊是為了彌補(bǔ)智能探傷能力有限的缺陷，通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳至網(wǎng)絡(luò)后，通過云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的平臺(tái)化分析，然后再將分析講過通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)返回至系統(tǒng)；結(jié)果輸出模塊輸出探傷報(bào)告，或者提供圖形結(jié)果的截屏輸出；遠(yuǎn)程控制模塊通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)接入網(wǎng)絡(luò)化控制中心，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控測(cè)量過程。
[0008]一種基于Android移動(dòng)終端的便攜式智能超聲探傷系統(tǒng)，所述的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/共享與控制/分析平臺(tái)由中心服務(wù)器、云計(jì)算平臺(tái)、云端存儲(chǔ)平臺(tái)、社區(qū)化數(shù)據(jù)共享平臺(tái)組成，通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與Android移動(dòng)終端相連接，用于實(shí)現(xiàn)超聲測(cè)量與分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)共享模塊、數(shù)據(jù)平臺(tái)化分析模塊、結(jié)果輸出模塊、遠(yuǎn)程控制模塊的功能，能夠通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)將測(cè)量數(shù)據(jù)上傳至網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行存儲(chǔ)或者分析，還能通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)遠(yuǎn)程操控測(cè)量過程。
[0009]一種基于Android移動(dòng)終端的便攜式智能超聲探傷系統(tǒng)，所述的無線通信接口模塊為藍(lán)牙或者WiFi無線通信方式。
[0010]一種基于Android移動(dòng)終端的便攜式智能超聲探傷系統(tǒng)，所述的超聲測(cè)量附件，由遵循Google AOA協(xié)議的Arduino開源電子開發(fā)平臺(tái)為核心,包括Arduino開源平臺(tái)、電源模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、超聲波模塊、環(huán)境參數(shù)收集模塊、無線通信接口、探頭；Arduino開源平臺(tái)分別與電源模塊和無線通信接口連接，超聲波模塊與探頭接觸，環(huán)境參數(shù)收集模塊和超聲波模塊都與信號(hào)調(diào)理模塊連接，信號(hào)調(diào)理模塊又與Arduino開源平臺(tái)連接，Arduino開源平臺(tái)與超聲波模塊連接；電源模塊為超聲測(cè)量附件供電，并且通過AC-DC電路為超聲波模塊提供足夠的激勵(lì)電壓，信號(hào)調(diào)理模塊包括超聲波信號(hào)的采集與調(diào)理電路和環(huán)境參數(shù)收集模塊的采集與調(diào)理電路，無線通信接口為Arduino開源平臺(tái)擴(kuò)展的藍(lán)牙或者WiFi功能模塊，通過連接無線通信接口實(shí)現(xiàn)與Android移動(dòng)終端的連接，超聲波模塊包括超聲波發(fā)射與接收電路，環(huán)境參數(shù)收集模塊包含測(cè)量環(huán)境的環(huán)境參數(shù)的測(cè)量模塊，包括大氣壓、溫度、濕度。
[0011]一種基于Android移動(dòng)終端的便攜式智能超聲探傷系統(tǒng)，所述的超聲測(cè)量附件，開始工作后，先進(jìn)行系統(tǒng)與無線通信模塊的初始化工作，完成初始化后等待Android移動(dòng)終端通過無線通信接口發(fā)出的測(cè)量指令，當(dāng)接收到開始測(cè)量的指令后，開始測(cè)量并且通過環(huán)境參數(shù)收集模塊收集測(cè)量環(huán)境的參數(shù)，將數(shù)據(jù)打包后經(jīng)過無線通信接口發(fā)送至Android移動(dòng)終端，接收到停止測(cè)量的指令后結(jié)束測(cè)量，完成測(cè)量過程。
[0012]一種基于Android移動(dòng)終端的便攜式智能超聲探傷系統(tǒng)，所述的超聲測(cè)量附件中的超聲波模塊包括超聲探頭、超聲波發(fā)射電路、接收電路和信號(hào)調(diào)理電路。
[0013]一種基于Android移動(dòng)終端的便攜式智能超聲探傷系統(tǒng)，所述的超聲測(cè)量附件中的環(huán)境參數(shù)收集模塊包括溫度、濕度傳感器和大氣壓傳感器組成的儀器工作環(huán)境參數(shù)收集模塊。
[0014]有益效果:本實(shí)用新型采用“Android移動(dòng)終端+超聲波測(cè)量附件+超聲測(cè)量與分析軟件+網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/共享與控制/分析平臺(tái)”的超聲檢測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)方案，通過運(yùn)用硬件資源豐富的Android移動(dòng)終端平臺(tái)，避免了現(xiàn)代數(shù)字化超聲檢測(cè)系統(tǒng)復(fù)雜嵌入式硬件平臺(tái)的繁復(fù)搭建工作，而成熟的Android系統(tǒng)和方便的Android軟件應(yīng)用開發(fā)工具極大的方便了儀器功能的擴(kuò)展與定制，靈活的編程方式為儀器實(shí)現(xiàn)智能化的復(fù)雜算法提供了便捷，而Android終端方便連接互聯(lián)網(wǎng)的特性，使得網(wǎng)絡(luò)化測(cè)量與平臺(tái)化數(shù)據(jù)分析變得容易實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型可有效的簡(jiǎn)化便攜式智能超聲檢測(cè)系統(tǒng)的開發(fā)流程，縮短開發(fā)周期、降低開發(fā)難度、控制開發(fā)成本。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的基于Android移動(dòng)終端的便攜式智能超聲探傷系統(tǒng)的架構(gòu)圖。
[0016]【附圖說明】:
[0017]Android移動(dòng)終端1、超聲測(cè)量與分析系統(tǒng)2、網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/共享與控制/分析平臺(tái)3、無線通信接口模塊4、超聲測(cè)量附件5。
[0018]圖2為本實(shí)用新型基于Android系統(tǒng)的超聲波測(cè)量附件和超聲測(cè)量與分析軟件組織結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖3為本實(shí)用新型的超聲波測(cè)量附件的硬件模塊原理圖。
[0020]【附圖說明】:
[0021]Arduino開源平臺(tái)6、電源模塊7、信號(hào)調(diào)理模塊8、超聲波模塊9、環(huán)境參數(shù)收集模塊10、無線通信接口 11、探頭12。